用于电容去离子系统客观评估的性能指标
化学物理
2019-12-24 v2
摘要
在日益发展的电容去离子(CDI)领域中，已出现许多用于描述脱盐过程的性能指标。遗憾的是，这些指标的测量分离条件往往未予说明，导致在最小去除量下实现最优性能。在此我们提出一套解决此问题的性能指标与报告条件体系。我们提出的体系基于针对特定平均浓度降低、水回收率和进料盐度所报告的体相能耗(Wh/m)和通量生产率(L/h/m)。为便利并合理化器件、材料与操作模式间的比较，我们提出CDI研究的名义标准测试条件：从20 mM NaCl进料溶液以50%水回收率去除5 mM。利用该分离条件，我们比较了流通电极(fte-CDI)电池与膜间流(fb-MCDI)装置的脱盐性能，展示了如何将差异显著的系统在普遍期望的脱盐特性方面进行比较。总体而言，我们发现性能分析必须谨慎考量，以免出现模糊的分离条件或为最大化某一指标而牺牲另一指标。此外，为提供背景，我们讨论了若干重要的潜在性能指示量与电池特性，它们本身并非性能度量，但可被考察以更好理解性能差异。
引用
@article{arxiv.1805.03247,
title = {Performance Metrics for the Objective Assessment of Capacitive Deionization Systems},
author = {Steven A. Hawks and Ashwin Ramachandran and Slawomir Porada and Patrick G. Campbell and Matthew E. Suss and P. M. Biesheuvel and Juan G. Santiago and Michael Stadermann},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.03247},
year = {2019}
}