مروری بر مطالعات انجام‌شده بر روی دستگاه آب‌شیرین‌کن خازنی و مطالعۀ تجربی امکان‌سنجی اتصال آن به انرژی خورشیدی

تهیۀ آب شیرین یکی از معضلات کشورهای خاورمیانه از جمله ایران است. تکنولوژی شیرین‌سازی آب یکی از موضوعات مورد توجه دانشمندان در دهۀ اخیر است. در این میان، آب‌شیرین‌کن‌های خازنی با رشد فزاینده‌ای از مطالعات روبه‌رو هستند. مصرف بهینۀ انرژی، صرفۀ اقتصادی و فضای اشغالی کمتر، مطالعه بر روی این دستگاه را اجتناب‌ناپذیر می‌کند. در سال‌های اخیر در جهان، مطالعات تجربی فراوانی بر روی این دستگاه انجام شده است. زیرمدل‌هایی نیز برای مدل‌سازی جذب یون بر اساس تئوری لایۀ الکتریکی مضاعف، تعریف و توسعه یافته‌اند. اما در کشور ایران، به‌رغم بحران آب، مطالعۀ اساسی بر روی این دستگاه انجام نشده است. در مقالۀ حاضر در بخش اول، دستگاه آب‌شیرین‌کن خازنی معرفی شده و مطالعات در این زمینه مرور می‌شود. در بخش دوم، نتایج مطالعه‌ای تجربی با هدف بررسی امکان کوپل دستگاه آب‌شیرین‌کن خازنی الکترود جاری (fcdi) با انرژی خورشیدی ارائه می‌شود. به این منظور ابتدا سل fcdi مورد مطالعه معرفی می‌شود. از پنل‌های‌ خورشیدی به‌صورت مستقیم برای تامین انرژی مصرفی جذب یون استفاده می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که دستگاه با اتصال پنل خورشیدی 2 وات، آب دریا را در یک مرحله 50 درصد شیرین می‌کند. در آزمون دیگر برای رسیدن به آب قابل شرب از پنل خورشیدی 0.75 وات استفاده ‌شد و آب شور خروجی از مرحلۀ قبل در یک سیکل بسته با گذشت 1 ساعت به آب قابل شرب تبدیل ‌شد.

A Review Study on the Capacitive Desalination Set and Experimental Feasibility Study on Coupling of FCDI and Solar Energy

Producing potable water is a challenge for Middle Eastern countries including Iran. Hence, desalination technology has become one of the interesting subjects for researchers, especially in the last decade. In this field, capacitive deionization (CDI) has increasingly been studied. Advantages such as low energy usage, low cost, and smaller footprint, in fact, have made studies on such systems unavoidable. In recent years, throughout the world, many experimental studies have been conducted, and, thus, some sub models have been suggested and developed based on EDL theorem for adsorption of ions. However, in Iran, in spite of water crisis, no serious study has been reported on the capacitive desalination. In the first part of the present study, the apparatus for the capacitive desalination is introduced, and studies in this field are reviewed. In the second part, the results of an experimental feasibility study on coupling of flowelectrode CDI (FCDI) to solar energy is presented. In this regards, the FCDI cell is introduced. This study deployed solar panels directly to provide the energy required for the adsorption of ions. The results show that sea water is desalinated up to 50% in the first step by connecting a 2 W solar panel to an open mode FCDI; afterwards, to achieve drinkable water, it was processed for 1 hour under a 0.75 W solar panel in a batch mode.