HEAL DSpace

Αξιολόγηση απόδοσης διάταξης χωρητικού απιονισμού και προοπτικές κλιμάκωσης για βιομηχανική εφαρμογή

DSpace/Manakin Repository

Show simple item record

dc.contributor.author Αποστολίδης, Βασίλειος el
dc.contributor.author Apostolidis, Vasileios en
dc.date.accessioned 2022-03-03T11:12:47Z
dc.date.available 2022-03-03T11:12:47Z
dc.identifier.uri https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54922
dc.identifier.uri http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22620
dc.rights Default License
dc.subject χωρητικός απιονισμός el
dc.subject Αφαλάτωση el
dc.subject Καθαρισμός νερού el
dc.subject Desalination en
dc.subject Water purification en
dc.subject Capacitive deionization
dc.title Αξιολόγηση απόδοσης διάταξης χωρητικού απιονισμού και προοπτικές κλιμάκωσης για βιομηχανική εφαρμογή el
dc.contributor.department Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών” el
heal.type masterThesis
heal.classification Ηλεκτροχημεία el
heal.language el
heal.access free
heal.recordProvider ntua el
heal.publicationDate 2012-10-13
heal.abstract The current thesis elaborated in the context of postgraduate studies participated in IPP “Materials science and technology” and was an attempt at a multifaceted approach to capacitive deionization technology, where the prospect of scaling it up for industrial desalinated water production was examined. Initially, a presentation of water resources data was made, accompanied by a description of the commercially widespread modern desalination methods, their energy efficiency, and the reasons why capacitive deionization is the subject of increasing interest for study and development were presented. This was followed by a brief historical review and description of the mechanism of operation of capacitive deionization. In the context of a comprehensive understanding of the operating mechanisms, a detailed presentation of the construction materials, the geometries, the different technologies and the reactions in the capacitive deionization cells was made. The main theories describing the basic phenomenon of electric double layers - EDLs on which capacitive deionization is based were presented and a simplified dynamic cell model was constructed to describe a batch-mode experiment using the modified Donnnan theory. This was followed by a description of the mass transfer phenomena in capacitive deionization cells and an analysis of the mass transfer mechanisms governing ion transport in a standard cell. In addition, fluid mechanics simulations were performed for various capacitive deionization cell geometries using the COMSOL Myltiphysics® computer tool. There, the effect of the fluid mechanics conditions developed and their effect on the active volume of the cell was examined in order to optimize their rheological operating characteristics. In addition, a complete standardization of performance evaluation of capacitive deionization cell function was performed through a command program built entirely in Python programming environment. en
heal.abstract Η παρούσα διπλωματική εργασία εκπονήθηκε στο πλαίσιο των μεταπτυχιακών σπουδών που συμμετείχα στο ΔΠΜΣ «Επιστήμη και τεχνολογία υλικών» και αποτέλεσε μία προσπάθεια πολύπλευρης προσέγγισης της τεχνολογίας του χωρητικού απιονισμού, όπου εξετάστηκε η προοπτική κλιμάκωσης του για βιομηχανική παραγωγή αφαλατωμένου νερού. Αρχικά έγινε μία παρουσίαση δεδομένων των πόρων του νερού συνοδευόμενη από μία περιγραφή των εμπορικά διαδεδομένων σύχρονονων μεθόδων αφαλάτωσης και την ενεργειακή απόδοσή τους και παρουσιάστηκαν οι λόγοι για τους οποίους ο χωρητικός απιονισμός αποτελεί αντικείμενο αυξανόμενου ενδιαφέροντος προς μελέτη και εξέλιξη. Εν συνεχεία, ακολούθησε μία σύντομη ιστορική αναδρομή και περιγραφή του μηχανισμού λειτουργίας του χωρητικού απιονισμού. Στο πλαίσιο ολοκληρωμένης κατανόησης των μηχανισμών λειτουργίας έγινε μία αναλυτική παρουσίαση των υλικών κατασκευής, των γεωμετριών, των διαφορετικών τεχνολογιών και αντιδράσεων που λαμβάνουν χώρα στα κελιά χωρητικού απιονισμού. Παρατέθηκαν οι κύριες θεωρίες που περιγράφουν το βασικό φαινόμενο των ηλεκτρικών διπλοστιβάδων – EDLs στο οποίο βασίζεται ο χωρητικός απιονισμός και κατασκευάστηκε ένα απλοποιημένο δυναμικό μοντέλο κελιού για την περιγραφή ενός batch-mode πειράματος με εφαρμογή της κυρίαρχης θεωρίας modified Donnnan. Ακολούθησε η περιγραφή των φαινομένων μεταφοράς μάζας σε κελιά χωρητικού απιονισμού και έγινε ανάλυση των μηχανισμών μεταφοράς μάζας που διέπουν την μεταφορά των ιόντων σε ένα πρότυπο κελί. Επιπλέον, εκτελέστηκαν προσομοιώσεις ρευστομηχανικής λειτουργίας για ποικίλες γεωμετρίες κελιών χωρητικού απιονισμού με χρήση του υπολογιστικού εργαλείου CΟΜSOL Multiphysics®. Εκεί εξετάστηκε η επίδραση των ρευστομηχανικών συνθηκών που αναπτύσσονται σε αυτά και η επίδρασή τους στον ενεργό όγκο του κελιού με γνώμονα την βελτιστοποίηση των ρεολογικών χαρακτηριστικών λειτουργίας του. Επιπροσθέτως, έγινε μία ολοκληρωμένη προτυποποίηση αξιολόγησης απόδοσης λειτουργίας κελιού χωρητικού απιονισμού μέσω προγράμματος εντολών που κατασκευάστηκε εξ’ ολοκλήρου σε προγραμματιστικό περιβάλλον Python. el
heal.advisorName Χαριτίδης, Κωσταντίνος el
heal.advisorName Ζουμπουλάκης, Λουκάς el
heal.committeeMemberName Χαριτίδης, Κωσταντίνος el
heal.committeeMemberName Ζουμπουλάκης, Λουκάς el
heal.committeeMemberName Κυρίτσης, Απόστολος el
heal.academicPublisher Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών el
heal.academicPublisherID ntua
heal.numberOfPages 101 σ. el
heal.fullTextAvailability false


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record