تولید انرژی از اختلاف غلظت شوری آب به روش معکوس الکترودیالیز در مقیاس آزمایشگاهی

انرژی، آب و محیط زیست فصل مشترک عمدۀ نیازهای بشر امروز به شمار می روند. در این راستا اختلاف غلظت شوری منابع آب به منزلۀ منبع انرژی پاک مورد توجه و بررسی قرار گرفته است. هدف از این تحقیق، بررسی فرایند تولید انرژی با استفاده از اختلاف غلظت شوری به روش معکوس الکترودیالیز و دستیابی به چارچوب عملکردی سامانۀ مورد نظر بود. برای این منظور، پارامترهای اصلی بهره برداری از این سامانه یعنی دبی در چهار سطح 30،20،10 و 40 میلی لیتر در دقیقه، دما در سطوح 25، 15، 5 و 35 درجۀ سانتی گراد و اختلاف غلظت در سطوح 150، 90، 30 و 210 گرم بر لیتر در مقیاس آزمایشگاهی با استفاده از 10 سلول مولد بررسی شدند. همچنین، از روش تاگوچی برای طراحی آزمایش ها استفاده شد. میزان اثرگذاری هر یک از این پارامترها بر تابع هدف یعنی توان بیشینۀ تولید انرژی به ازای غشای مصرفی با استفاده از تجزیه و تحلیل آماری تعیین شد. بر اساس نتایج، اختلاف غلظت به منزلۀ مؤثرترین عامل (81 درصد) و دبی و دما به منزلۀ کم اثرترین عوامل (به ترتیب 15 و 3 درصد) بر تابع هدف شناخته شدند. مطابق نتایج آنالیز سیگنال به نویز (s/n)، در بهترین شرایط عملکردی سامانه، اختلاف غلظت برابر 210 گرم بر لیتر، دبی برابر 40 میلی لیتر در دقیقه و دما برابر 35 درجۀ سانتی گراد توان تولید انرژی برابر 6/0 وات بر متر مربع حاصل شد.