Το Έργο
H εφαρμογή ηλεκτροχημικών διεργασιών για τον απιονισμό του νερού με τη χρήση ηλεκτροδίων (χωρητικός απιονισμός), έχει κεντρίσει πρόσφατα το ερευνητικό ενδιαφέρον λόγω της μικρής κατανάλωσης ενέργειας που απαιτείται σε σύγκριση με άλλες μεθόδους (ηλεκτροδιαπίδυση, εξάτμιση, κτλ.).
Το ερευνητικό έργο ΝΑΝΟΠΟΛ στοχεύει στη συνδυαστική χρήση ηλεκτροδίων με βάση τις νανοδομές άνθρακα και αγώγιμων πολυμερικών υλικών (membrane-assisted capacitive deionization, mCDI) για την ανάπτυξη καινοτόμων ηλεκτροχημικών διεργασιών απιονισμού και επεξεργασίας του νερού.
Με τον τρόπο αυτό η απόδοση του συστήματος μπορεί να βελτιωθεί έως και 50% σε σχέση με το κοινό CDI.
Μεθοδολογία Υλοποίησης
Τα βασικότερα στάδια του έργου αφορούν στα ακόλουθα:
- Ανάπτυξη καινοτόμων νανοσύνθετων ηλεκτροδίων και μεμβρανών ιοντοεναλλαγής με συνδυασμό νανοδομών άνθρακα (νανοσωλήνων άνθρακα, γραφενίου, κτλ.) και αγώγιμων πολυμερών για εφαρμογή στην επεξεργασία και καθαρισμό υδάτων (επιλεκτικό απιονισμό, αφαλάτωση, απομάκρυνση βαρέων μετάλλων κτλ.).
- Ανάπτυξη καινοτόμου ηλεκτροχημικής διεργασίας επεξεργασίας νερού για την πληρέστερη αξιοποίηση των νανοσύνθετων ηλεκτροδίων και μεμβρανών ιοντοεναλλαγής.
- Μελέτη προσομοίωσης και σχεδιασμού των υλικών προς ανακλιμάκωση της διεργασίας επεξεργασίας του νερού.
- Επίδειξη της αναπτυχθείσας μεθοδολογίας προς περεταίρω αξιοποίησή της για βιομηχανική χρήση.
[Source: Progress in Materials Science 58 (2013) 1388-1442]
Νανοδομές Άνθρακα
Προτεινόμενα υλικά είναι το γραφένιο, οι νανο-σωλήνες άνθρακα, οι νανο-ίνες άνθρακα και άλλα 2-διάστατα υλικά.
Πολυμερικά Υλικά
Προτεινόμενα πολυμερικά υλικά είναι η πολυπυρρόλη και η πολυανιλίνη καθώς και νανοσύνθετες δομές αυτών με τροποποιημένα νανοϋλικά άνθρακα για ενίσχυση της συμβατότητας.
Άλλα πολυμερή προτείνονται επίσης ως εναλλακτική επιλογή ενίσχυσης του ανιονικού ή κατιονικού χαρακτήρα των μεμβρανών.
Αγώγιμα Πολυμερή (PANI)
Μεμβράνες Ιοντοεναλλαγής
Τροποποίηση Νανοδομών Άνθρακα
Μέθοδοι που θα εφαρμοσθούν για βελτίωση ιοντοεναλλαγής:
- Τροποποίηση της επιφάνειας και χρήση διαφορετικών κατάλληλα επιλεγμένων λειτουργικών ομάδων, amines, κτλ.
- Αύξηση του πορώδους, έλεγχος της αγωγιμότητας, doping με N.
Τεχνικές Ενσωμάτωσης των Νανοδομών Άνθρακα
- Tεχνική της αντιστροφής φάσεων (dry phase inversion method) όπου rGO / polyaniline (PANI) προστίθεται σε μήτρα polyvinydene fluoride (PVDF).
- Πολυμερισμός της ανιλίνης παρουσία διεσπαρμένων φύλλων rGO.
- Ηλεκροπολυμερισμός (ηλεκτροχημική εναπόθεση) ανιλίνης με χρήση διάφορων παραγόντων διασποράς παρουσία GO και/ή MWCNTs.
Εφαρμογή της Ηλεκτροχημικής Διεργασίας
- Το σύστημα θα λειτουργήσει για τον απιονισμό του νερού. Τα αποτελέσματα της προτεινόμενης τεχνολογίας θα συγκριθούν με τα αντίστοιχα αποτελέσματα των υπαρχουσών τεχνολογιών (ρητίνες, κτλ.).
- Θα διερευνηθεί η απόδοση της τεχνολογίας κατά την εφαρμογή της για τον καθαρισμό αποβλήτων προερχόμενων από μεταλλουργικές διεργασίες και κατά συνέπεια εμπλουτισμένων σε βαρέα μέταλλα.
- Θα διερευνηθεί, επίσης, η χρήση της ηλιακής ενέργειας ως ανανεώσιμη πηγή ενέργειας για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών της μονάδας.
Δράσεις Δημοσιότητας
85η Διεθνής Έκθεση Θεσσαλονίκης
Συμμετοχή ΔΕΛΤΑ & EKETA - Παρουσίαση Αποτελεσμάτων του Έργου
Login