SỞ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ NGHỆ AN
Nghiên cứu dòng chảy điện động gần màng trao đổi ion và ảnh hưởng của nó tới hiệu suất của thiết bị tách muối ứng dụng công nghệ phân cực ion
Vừa qua, TS. Phạm Văn Sáng cùng các cộng sự tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu dòng chảy điện động gần màng trao đổi ion và ảnh hưởng của nó tới hiệu suất của thiết bị tách muối ứng dụng công nghệ phân cực ion”.
Đề tài này tập trung vào tìm hiểu tác động của dòng chảy từ động gần màng trao đổi ion lên hiệu quả làm việc của màng và thiết bị tách muối. Để làm được điều này, đề tài đã xây dựng một chương trình tính toán mô phỏng số và giải trực tiếp hệ phương trình phi tuyến Poison-Nernst-Planck-Navier-Stokes trong không gian 2 chiều và 3 chiều. Chương trình tính toán này được áp dụng để mô phỏng số các trạng thái dòng chảy khác nhau trong dung dịch điện phân gần màng trao đổi ion. Kết quả mô phỏng số được phân tích để tìm hiểu, đánh giá vai trò và tác dụng của các yếu tố kích thước hình học, điện tích tự do trong màng, điện trường... đến trạng thái dòng chảy, cường độ dòng điện qua màng, sự phân cực ion của màng, năng lượng tiêu hao để tách ion khỏi dung dịch và hiệu suất tách muối của thiết bị. Đề tài cũng đề xuất các giải pháp để nâng cao hiệu suất dẫn điện của màng trao đổi ion, giảm điện trở làm việc và tăng hiệu suất tách muối của thiết bị. Nghiên cứu này đã đạt được các kết quả như xây dựng thành công bộ chương trình tính toán số mô phỏng quá trình vận chuyển ion trong hệ điện hóa và phát triển phương pháp biên nhúng cho hệ phương trình Poisson-Nearst-Planck áp dụng đồng thời cho các biến số nồng độ muối và điện trường. Sử dụng chương trình tính toán đã xây dựng, nghiên cứu đã khảo sát và phân tích hiệu quả tách muối của hệ tách muối sử dụng màng trao đổi ion có cấu trúc để cải thiện hiệu quả tách muối của hệ. Kết quả của nghiên cứu này có ý nghĩa rất lớn và đã được đăng trên tạp chí ISI đang chờ phản biện. Nghiên cứu này cũng đã kết nối những nghiên cứu viên trẻ có năng lực chuyên môn cao cùng tham gia vào nghiên cứu và hình thành nhóm nghiên cứu mạnh trong lĩnh vực tính toán số và ứng dụng mô phỏng số.
Đề tài này tập trung vào tìm hiểu tác động của dòng chảy từ động gần màng trao đổi ion lên hiệu quả làm việc của màng và thiết bị tách muối. Để làm được điều này, đề tài đã xây dựng một chương trình tính toán mô phỏng số và giải trực tiếp hệ phương trình phi tuyến Poison-Nernst-Planck-Navier-Stokes trong không gian 2 chiều và 3 chiều. Chương trình tính toán này được áp dụng để mô phỏng số các trạng thái dòng chảy khác nhau trong dung dịch điện phân gần màng trao đổi ion. Kết quả mô phỏng số được phân tích để tìm hiểu, đánh giá vai trò và tác dụng của các yếu tố kích thước hình học, điện tích tự do trong màng, điện trường... đến trạng thái dòng chảy, cường độ dòng điện qua màng, sự phân cực ion của màng, năng lượng tiêu hao để tách ion khỏi dung dịch và hiệu suất tách muối của thiết bị. Đề tài cũng đề xuất các giải pháp để nâng cao hiệu suất dẫn điện của màng trao đổi ion, giảm điện trở làm việc và tăng hiệu suất tách muối của thiết bị. Nghiên cứu này đã đạt được các kết quả như xây dựng thành công bộ chương trình tính toán số mô phỏng quá trình vận chuyển ion trong hệ điện hóa và phát triển phương pháp biên nhúng cho hệ phương trình Poisson-Nearst-Planck áp dụng đồng thời cho các biến số nồng độ muối và điện trường. Sử dụng chương trình tính toán đã xây dựng, nghiên cứu đã khảo sát và phân tích hiệu quả tách muối của hệ tách muối sử dụng màng trao đổi ion có cấu trúc để cải thiện hiệu quả tách muối của hệ. Kết quả của nghiên cứu này có ý nghĩa rất lớn và đã được đăng trên tạp chí ISI đang chờ phản biện. Nghiên cứu này cũng đã kết nối những nghiên cứu viên trẻ có năng lực chuyên môn cao cùng tham gia vào nghiên cứu và hình thành nhóm nghiên cứu mạnh trong lĩnh vực tính toán số và ứng dụng mô phỏng số.
Thái Anh (Tổng hợp)
Nguồn: Sưu tầm
Ý kiến bạn đọc
Bạn cần đăng nhập với tư cách là Thành viên chính thức để có thể bình luận
