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Improving the Thermodynamic Energy Efficiency of Battery Electrode Deionization Using Flow-Through Electrodes
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2020-03-05 , DOI: 10.1021/acs.est.9b06843 Moon Son 1 , Vineeth Pothanamkandathil 1 , Wulin Yang 1 , Johannes S. Vrouwenvelder 2 , Christopher A. Gorski 1 , Bruce E. Logan 1
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2020-03-05 , DOI: 10.1021/acs.est.9b06843 Moon Son 1 , Vineeth Pothanamkandathil 1 , Wulin Yang 1 , Johannes S. Vrouwenvelder 2 , Christopher A. Gorski 1 , Bruce E. Logan 1
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Ion intercalation electrodes are being investigated for use in mixed capacitive deionization (CDI) and battery electrode deionization (BDI) systems because they can achieve selective ion removal and low energy deionization. To improve the thermodynamic energy efficiency (TEE) of these systems, flow-through electrodes were developed by coating porous carbon felt electrodes with a copper hexacyanoferrate composite mixture. The TEE for ion separation using flow-through electrodes was compared to a system using flow-by electrodes with the same materials. The flow-through BDI system increased the recoverable energy nearly 3-fold (0.009 kWh m–3, compared to a 0.003 kWh m–3), which increased the TEE from ∼6% to 8% (NaCl concentration reduction from 50 to 42 mM; 10 A m–2, 50% water recovery, and 0.5 mL min–1). The TEE was further increased to 12% by decreasing the flow rate from 0.50 to 0.25 mL min–1. These findings suggest that, under similar operational conditions and materials, flow-through battery electrodes could achieve better energy recovery and TEE for desalination than flow-by electrodes.
中文翻译：
使用流通电极提高电池电极去离子的热力学能量效率
离子嵌入电极正在研究中，以用于混合电容去离子（CDI）和电池电极去离子（BDI）系统，因为它们可以实现选择性离子去除和低能量去离子。为了提高这些系统的热力学能效（TEE），通过在多孔碳毡电极上涂覆六氰合铁酸铜复合混合物来开发流通电极。将使用流通电极进行离子分离的TEE与使用流通电极使用相同材料的系统进行了比较。流通式BDI系统将可回收能量提高了近3倍（0.009 kWh m –3，而0.003 kWh m –3），将TEE从约6％提高到8％（NaCl浓度从50降低到42 mM； 10 A m –2，50％的水回收率和0.5 mL min –1）。通过将流速从0.50降低至0.25 mL min –1，TEE进一步提高至12％。这些发现表明，在类似的操作条件和材料下，流通电池电极比流通电极可以实现更好的能量回收和TEE脱盐。
更新日期：2020-03-05
中文翻译：
使用流通电极提高电池电极去离子的热力学能量效率
离子嵌入电极正在研究中，以用于混合电容去离子（CDI）和电池电极去离子（BDI）系统，因为它们可以实现选择性离子去除和低能量去离子。为了提高这些系统的热力学能效（TEE），通过在多孔碳毡电极上涂覆六氰合铁酸铜复合混合物来开发流通电极。将使用流通电极进行离子分离的TEE与使用流通电极使用相同材料的系统进行了比较。流通式BDI系统将可回收能量提高了近3倍（0.009 kWh m –3，而0.003 kWh m –3），将TEE从约6％提高到8％（NaCl浓度从50降低到42 mM； 10 A m –2，50％的水回收率和0.5 mL min –1）。通过将流速从0.50降低至0.25 mL min –1，TEE进一步提高至12％。这些发现表明，在类似的操作条件和材料下，流通电池电极比流通电极可以实现更好的能量回收和TEE脱盐。
京公网安备 11010802027423号