view in publisher's site

Progress and prospects in reverse electrodialysis for salinity gradient energy conversion and storage

Highlights•A comprehensive review of existing literature on RED (1954–2018).•Details on membrane/stack design, fluid dynamics, process optimization and fouling.•Critically assessed a break-through in stand-alone and integrated applications.•Techno-economic analysis for easy up-scale and commercial feasibility performed.•Main technological challenges are identified, along with future research lines.AbstractSalinity gradient energy is currently attracting growing attention among the scientific community as a renewable energy source. In particular, Reverse Electrodialysis (RED) is emerging as one of the most promising membrane-based technologies for renewable energy generation by mixing two solutions of different salinity. This work presents a critical review of the most significant achievements in RED, focusing on membrane development, stack design, fluid dynamics, process optimization, fouling and potential applications. Although RED technology is mainly investigated for energy generation from river water/seawater, the opportunities for the use of concentrated brine are considered as well, driven by benefits in terms of higher power density and mitigation of adverse environmental effects related to brine disposal. Interesting extensions of the applicability of RED for sustainable production of water and hydrogen when complemented by reverse osmosis, membrane distillation, bio-electrochemical systems and water electrolysis technologies are also discussed, along with the possibility to use it as an energy storage device. The main hurdles to market implementation, predominantly related to unavailability of high performance, stable and low-cost membrane materials, are outlined. A techno-economic analysis based on the available literature data is also performed and critical research directions to facilitate commercialization of RED are identified.Graphical abstractDownload high-res image (148KB)Download full-size image

پیشرفت و چشم‌انداز الکترودیالیز معکوس برای تبدیل و ذخیره انرژی گرادیان شوری

نکات برجسته * بررسی جامع متون موجود در مورد قرمز (۱۹۵۴ - ۲۰۱۸). * جزئیات طراحی غشا / دسته، دینامیک سیال، بهینه‌سازی فرآیند و گرفتگی. * ارزیابی انتقادی یک شکست در برنامه‌های مستقل و یکپارچه. * تجزیه و تحلیل تکنو- اقتصادی برای سهولت مقیاس و امکان‌سنجی تجاری انجام شد. چالش‌های اصلی تکنولوژیکی همراه با تحقیقات آینده شناسایی شده‌اند. در حال حاضر انرژی گرادیان شوری توجه رو به رشدی را در میان جامعه علمی به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر به خود جلب کرده‌است. به طور خاص، الکترودیالیز معکوس به عنوان یکی از امیدبخش‌ترین فن‌آوری‌های مبتنی بر غشا برای تولید انرژی تجدیدپذیر با ترکیب دو محلول با شوری مختلف در حال ظهور است. در این مقاله مروری انتقادی بر مهم‌ترین دستاوردهای فرآیند قرمز با تمرکز بر توسعه غشا، طراحی توده، دینامیک سیال، بهینه‌سازی فرآیند، گرفتگی و کاربردهای بالقوه ارائه شده‌است. اگرچه فن‌آوری قرمز عمدتا برای تولید انرژی از آب رودخانه / آب دریا مورد بررسی قرار می‌گیرد، فرصت‌های استفاده از آب‌نمک غلیظ نیز در نظر گرفته می‌شوند، که از نظر چگالی توان بالاتر و کاهش اثرات مخرب زیست‌محیطی مربوط به دفع آب‌نمک ناشی می‌شوند. توسعه جالب کاربرد قرمز برای تولید پایدار آب و هیدروژن در هنگامی که با اسمز معکوس، تقطیر غشایی، سیستم‌های بیوالکتروشیمیایی و فن‌آوری‌های الکترولیز آبی تکمیل می‌شود، همراه با امکان استفاده از آن به عنوان یک دستگاه ذخیره‌سازی انرژی مورد بحث قرار می‌گیرد. موانع اصلی برای اجرای بازار، عمدتا مربوط به در دسترس نبودن عملکرد بالا، مواد غشایی با ثبات و کم‌هزینه، مشخص شده‌اند. یک تحلیل فنی - اقتصادی براساس داده‌های ادبیات موجود نیز انجام شده‌است و جهت گیری های تحقیقاتی حیاتی برای تسهیل تجاری سازی قرمز مشخص شده‌است. تصویر با اندازه کامل دانلود (۱۴۸ KB)تصویر با اندازه کامل دانلود (۵۰۰ KB)
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Mechanical Engineering
  • ترجمه مقاله Mechanical Engineering
  • مقاله مهندسی مکانیک
  • ترجمه مقاله مهندسی مکانیک
  • مقاله Civil and Structural Engineering
  • ترجمه مقاله Civil and Structural Engineering
  • مقاله مهندسی عمران و طراحی ساختار
  • ترجمه مقاله مهندسی عمران و طراحی ساختار
  • مقاله Building and Construction
  • ترجمه مقاله Building and Construction
  • مقاله ساختمان‌سازی و ساخت و ساز
  • ترجمه مقاله ساختمان‌سازی و ساخت و ساز
  • مقاله Management, Monitoring, Policy and Law
  • ترجمه مقاله Management, Monitoring, Policy and Law
  • مقاله مدیریت، نظارت، سیاست و قانون
  • ترجمه مقاله مدیریت، نظارت، سیاست و قانون
  • مقاله General Energy
  • ترجمه مقاله General Energy
  • مقاله انرژی عمومی
  • ترجمه مقاله انرژی عمومی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.