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Low-Grade Waste Heat Recovery via an Osmotic Heat Engine by Using a Freestanding Graphene Oxide Membrane
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2018-11-14 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsomega.8b02101 Xin Tong 1 , Xin Wang 2 , Su Liu 1 , Haiping Gao 1 , Runlong Hao 1, 3 , Yongsheng Chen 1
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2018-11-14 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsomega.8b02101 Xin Tong 1 , Xin Wang 2 , Su Liu 1 , Haiping Gao 1 , Runlong Hao 1, 3 , Yongsheng Chen 1
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The osmotic heat engine represents a new and promising technology for the harvesting of low-grade waste heat from various sources. However, the lack of an adequate semipermeable membrane hinders the technology’s advancement. In this study, we investigated the application of a freestanding graphene oxide membrane (GOM) for energy generation in an osmotic heat engine. The synthesized GOM has a water permeability coefficient of 4.4 L m–2 h–1 bar–1 (LMH-bar). The internal concentration polarization in the osmosis filtration system can be minimized because no membrane support layer is needed for the freestanding GOM. As a result, high water flux and high power density are obtained. For example, under an applied hydraulic pressure of 6.90 bar, with a 2 M draw solution of ammonium bicarbonate solution, a power density of 20.0 W/m2 is achieved. This study shows that the freestanding GOM is promising for application in the osmotic heat engine. Future research regarding improving the mechanical properties and water stability of the GOM is beneficial for further advancing the technology.
中文翻译：
使用独立式氧化石墨烯膜通过渗透热机回收低品位废热
渗透热机代表了一种新的有前途的技术，可用于从各种来源收集低级废热。然而，缺乏适当的半透膜阻碍了该技术的发展。在这项研究中，我们研究了独立式氧化石墨烯膜（GOM）在渗透热机中产生能量的应用。合成的GOM的透水系数为4.4 L m –2 h –1 bar –1（LMH条）。渗透过滤系统中的内部浓度极化可以被最小化，因为独立的GOM不需要膜支撑层。结果，获得了高的水通量和高的功率密度。例如，在施加的压力为6.90 bar的情况下，使用2 M碳酸氢铵溶液的抽吸溶液，可获得20.0 W / m 2的功率密度。这项研究表明，独立式GOM在渗透热机中具有广阔的应用前景。有关改进GOM的机械性能和水稳定性的未来研究对进一步发展该技术是有益的。
更新日期：2018-11-14
中文翻译：
使用独立式氧化石墨烯膜通过渗透热机回收低品位废热
渗透热机代表了一种新的有前途的技术，可用于从各种来源收集低级废热。然而，缺乏适当的半透膜阻碍了该技术的发展。在这项研究中，我们研究了独立式氧化石墨烯膜（GOM）在渗透热机中产生能量的应用。合成的GOM的透水系数为4.4 L m –2 h –1 bar –1（LMH条）。渗透过滤系统中的内部浓度极化可以被最小化，因为独立的GOM不需要膜支撑层。结果，获得了高的水通量和高的功率密度。例如，在施加的压力为6.90 bar的情况下，使用2 M碳酸氢铵溶液的抽吸溶液，可获得20.0 W / m 2的功率密度。这项研究表明，独立式GOM在渗透热机中具有广阔的应用前景。有关改进GOM的机械性能和水稳定性的未来研究对进一步发展该技术是有益的。
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