【摘 要】
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反向电渗析热机技术通过“热能-化学势能”和“化学势能-电能”两个转化过程完成电力生产,是一种新型的低品位余热利用技术.热机由发生单元及反向电渗析电池单元构成,分别对应上述两个转化过程.其中,发生单元对系统性能有显著影响,故本文从提升发生单元效率和系统性能出发,系统地综述了发生单元工质和发生方法的研究进展.通过探究溶剂和溶质特性对发生单元及系统性能的影响机理,凝练出工质筛选原则:反向电渗析热机适合于低汽化潜热、低沸点、高活度系数和高电导率的工质.调研发现,现有发生方法主要有蒸馏法、膜蒸馏法和热分解法,其中蒸
【机 构】
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中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室,北京100190;中国科学院大学工程科学学院,北京100049;中国科学院理化技术研究所,中国科学院仿生材料与界面科学重点实验室,北京100190
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反向电渗析热机技术通过“热能-化学势能”和“化学势能-电能”两个转化过程完成电力生产,是一种新型的低品位余热利用技术.热机由发生单元及反向电渗析电池单元构成,分别对应上述两个转化过程.其中,发生单元对系统性能有显著影响,故本文从提升发生单元效率和系统性能出发,系统地综述了发生单元工质和发生方法的研究进展.通过探究溶剂和溶质特性对发生单元及系统性能的影响机理,凝练出工质筛选原则:反向电渗析热机适合于低汽化潜热、低沸点、高活度系数和高电导率的工质.调研发现,现有发生方法主要有蒸馏法、膜蒸馏法和热分解法,其中蒸馏法为最常见的发生方法.3种发生方法的效率较低,不可逆损失大,未来研究可聚焦于系统最优浓度梯度的构建以及发生单元与发电单元的参数匹配.此外,反向电渗析热机技术除了设计用于回收低品位工业余热,亦可用于回收太阳能和地热能等中低品位可再生能源,促进新能源的高效利用.同时,热机工作时伴随有电极反应,表明采用反向电渗析热机进行发电的同时,亦可进行污水处理、有机物降解、制氢及废酸、废碱中和处理.
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