Отчет по проекту РФФИ № 20-58-12018 ННИО_а, этап 2021 г.
Аннотация
Научно-популярное
Аннотация
В ходе выполнения Проекта в 2020 году разработана высокотехнологическая экспериментальная ячейка оригинальной конструкции. С ее использованием, проведено комплексное определение электрохимических характеристик мембран (электропроводность, диффузионная проницаемость, селективность, вольтамперные и хронопотенциометрические характеристики, числа переноса ионов H+ и OH− ), применяемых немецкими партнерами (Нафион 117 и др.). Применяя эти параметры разработаны 2D и 3D математическое модели процессов переноса в гладком канале обессоливания (без спейсеров) с учетом диффузии, электромиграции, вынужденной конвекции и электроконвекции на основе уравнений Нернста-Планка-Пуассона и Навье-Стокса (Модель 1). Проведено теоретическое исследование фундаментальных закономерностей нестационарного переноса ионов 1:1 соли в электромембранных системах при далеких сверхпредельных плотностях тока в потенциостатическом и потенциодинамическом режимах. Рассматриваются три электромембранные системы: обедненный диффузионный слой у ионообменной (например, катионообменной) мембраны, сечение канала обессоливания, образованного анионообменной (АОМ) и катионообменной (КОМ) мембранами, моделирующего перенос ионов соли в длинном канале с неподвижным раствором и сам канал обессоливания с учетом вынужденной конвекции.