تولید انرژی از اختلاف غلظت شوری آب به روش معکوس الکترودیالیز در مقیاس آزمایشگاهی

Abstract

انرژی، آب و محیط‌زیست فصل مشترک عمدۀ نیازهای بشر امروز به شمار می‌روند. در این راستا اختلاف غلظت شوری منابع آب به‌منزلۀ منبع انرژی پاک مورد توجه و بررسی قرار گرفته است. هدف از این تحقیق، بررسی فرایند تولید انرژی با استفاده از اختلاف غلظت شوری به روش معکوس الکترودیالیز و دستیابی به چارچوب عملکردی سامانۀ مورد نظر بود. برای این منظور، پارامترهای اصلی بهره‌برداری از این سامانه یعنی دبی در چهار سطح 30،20،10 و 40 میلی‌لیتر در دقیقه، دما در سطوح 25، 15، 5 و 35 درجۀ سانتی‌گراد و اختلاف غلظت در سطوح 150، 90، 30 و 210 گرم بر لیتر در مقیاس آزمایشگاهی با استفاده از 10 سلول مولد بررسی شدند. همچنین، از روش تاگوچی برای طراحی آزمایش‌ها استفاده شد. میزان اثرگذاری هر یک از این پارامترها بر تابع هدف یعنی توان بیشینۀ تولید انرژی به ازای غشای مصرفی با استفاده از تجزیه و تحلیل آماری تعیین شد. بر اساس نتایج، اختلاف غلظت به‌منزلۀ مؤثرترین عامل (81 درصد) و دبی و دما به‌منزلۀ کم‌‌اثرترین عوامل (به ترتیب 15 و 3 درصد) بر تابع هدف شناخته شدند. مطابق نتایج آنالیز سیگنال به نویز (S/N)، در بهترین شرایط عملکردی سامانه، اختلاف غلظت برابر 210 گرم بر لیتر، دبی برابر 40 میلی‌لیتر در دقیقه و دما برابر 35 درجۀ سانتی‌گراد توان تولید انرژی برابر 6/0 وات بر متر مربع حاصل شد.