Alternating-polarity operation for complete regeneration of electrochemical deionization system


An electrically regeneratable battery of electrochemical cells for capacitive deionization (including electrochemical purification) and regeneration of electrodes is operated at alternate polarities during consecutive cycles. In other words, after each regeneration step operated at a given polarity in a deionization-regeneration cycle, the polarity of the deionization step in the next cycle is maintained. In one embodiment, two end electrodes are arranged one at each end of the battery, adjacent to end plates. An insulator layer is interposed between each end plate and the adjacent end electrode. Each end electrode includes a single sheet of conductive material having a high specific surface area and sorption capacity, preferably a sheet formed of carbon aerogel composite. The battery further includes a plurality of generally identical double-sided intermediate electrodes that are equidistally separated from each other, between the two end electrodes. As the electrolyte enters the battery of cells, it flows through a continuous open serpentine channel defined by the electrodes, substantially parallel to the surfaces of the electrodes. By polarizing the cells, ions are removed from the electrolyte and are held in the electric double layers formed at the carbon aerogel surfaces of the electrodes. As the electrodes of each cell of the battery are saturated with the removed ions, the battery is regenerated electrically at a reversed polarity from that during the deionization step of the cycle, thus significantly minimizing secondary wastes.

Μια ηλεκτρικά regeneratable μπαταρία των ηλεκτροχημικών κυττάρων για χωρητικό deionization (συμπεριλαμβανομένου του ηλεκτροχημικού καθαρισμού) και την αναγέννηση των ηλεκτροδίων χρησιμοποιείται στις εναλλάσσομαι πολικότητες κατά τη διάρκεια των διαδοχικών κύκλων. Με άλλα λόγια, αφότου λειτούργησε κάθε βήμα αναγέννησης σε μια δεδομένη πολικότητα σε έναν κύκλο δεηονηζατηον-αναγέννησης, η πολικότητα του deionization βήματος στον επόμενο κύκλο διατηρείται. Σε μια ενσωμάτωση, δύο ηλεκτρόδια τελών είναι τακτοποιημένο ένα σε κάθε τέλος της μπαταρίας, δίπλα στα πιάτα τελών. Ένα στρώμα μονωτών παρεμβάλλεται μεταξύ κάθε πιάτου τελών και του παρακείμενου ηλεκτροδίου τελών. Κάθε ηλεκτρόδιο τελών περιλαμβάνει ένα ενιαίο φύλλο του αγώγιμου υλικού που έχει μια υψηλή συγκεκριμένη ικανότητα περιοχής και προσρόφησης επιφάνειας, κατά προτίμηση ένα φύλλο που διαμορφώνεται του σύνθετου αεροτζέλ άνθρακα. Η μπαταρία περιλαμβάνει περαιτέρω μια πολλαπλότητα των γενικά ίδιων double-sided ενδιάμεσων ηλεκτροδίων που είναι equidistally χωρισμένα το ένα από το άλλο, μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων τελών. Καθώς ο ηλεκτρολύτης εισάγει την μπαταρία των κυττάρων, διατρέχει ενός συνεχούς ανοικτού ελικοειδούς καναλιού που καθορίζεται από τα ηλεκτρόδια, ουσιαστικά παράλληλα στις επιφάνειες των ηλεκτροδίων. Με την πόλωση των κυττάρων, τα ιόντα αφαιρούνται από τον ηλεκτρολύτη και κρατιούνται στα ηλεκτρικά διπλά στρώματα που διαμορφώνονται στις επιφάνειες αεροτζέλ άνθρακα των ηλεκτροδίων. Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόδια κάθε κυττάρου της μπαταρίας είναι διαποτισμένα με τα αφαιρούμενα ιόντα, η μπαταρία αναπαράγεται ηλεκτρικά σε μια πολικότητα από αυτήν κατά τη διάρκεια του deionization βήματος του κύκλου, κατά συνέπεια ελαχιστοποιώντας σημαντικά τα δευτεροβάθμια απόβλητα.


< Method and apparatus for supercritical processing of multiple workpieces

< Downhole sorption cooling and heating in wireline logging and monitoring while drilling

> Composite dielectric layers

> Sol-gel hybrid materials containing precious metals as catalysts for partial oxidation of hydrocarbons

~ 00120