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| 020 | _ | _ | |a 978-3-8440-8666-9 |
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| 024 | 7 | _ | |2 Laufende Nummer |a 41415 |
| 037 | _ | _ | |a RWTH-2022-07692 |
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| 100 | 1 | _ | |0 P:(DE-82)IDM02504 |a Linnartz, Christian Jürgen |b 0 |u rwth |
| 245 | _ | _ | |a From fundamentals of transport in flow electrodes at membrane interfaces to application |c Christian Jürgen Linnartz |h print |
| 246 | _ | 3 | |a Von den Grundlagen des Transports in fließfähigen Elektroden an Membrangrenzflächen zur Anwendung |y German |
| 250 | _ | _ | |a 1 |
| 260 | _ | _ | |a Düren |b Shaker Verlag |c 2022 |
| 300 | _ | _ | |a xi, 209 Seiten : Illustrationen, Diagramme |
| 336 | 7 | _ | |0 2 |2 EndNote |a Thesis |
| 336 | 7 | _ | |0 PUB:(DE-HGF)11 |2 PUB:(DE-HGF) |a Dissertation / PhD Thesis |b phd |m phd |
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| 490 | 0 | _ | |a Aachener Verfahrenstechnik series - AVT.CVT - chemical process engineering |v 25 (2022) |
| 500 | _ | _ | |a Englische und deutsche Zusammenfassung |
| 502 | _ | _ | |a Dissertation, RWTH Aachen University, 2021 |b Dissertation |c RWTH Aachen University |d 2021 |g Fak04 |o 2021-12-17 |
| 520 | 3 | _ | |a Die Verringerung unsere negativen Einflüsse auf unseren Planeten Erde ist die wichtigste Aufgabe unserer Zeit. Angesichts dieser globalen Herausforderungen sind wesentliche Aspekte das Recycling wasserlöslicher Verbindungen, der Abbauschädlicher Verunreinigungen und neue Wege zur Elektrifizierung der chemischen Industrie. Die meisten Elektromembranprozesse, die auf diese Herausforderungen abzielen, basieren auf festen Elektroden und Ionenaustauschermembranen. Dadurch sind die aktiven Oberflächen fixiert und unterliegen Transportbeschränkungen in den Grenzschichten an den meist starren Strukturen. In einem Modul montiert, können die Elektroden nicht ausgetauscht werden und besitzen eine feste Speicherkapazität für die Adsorption. Daher sind Wasseraufbereitungsprozesse in der Regel ineffiziente Batch-Prozesse, bei denen zwischen Adsorption und Adsorptionsbetrieb umgeschaltet werden muss. Ein fruchtbarer und bisher wenig beachteter innovativer Ansatz ist die Verwendung von fließfähigen Elektroden, die die Prozesse kontinuierlich machen. In dieser Arbeit werden Fließelektroden als komplexe Flüssigkeiten für die Wasserentsalzung und die Aufkonzentrierung von Wertstoffsalzen mit der Technologie der flusskapazitiven Deionisierung (FCDI) eingesetzt. Ausgehend von der Untersuchung des Ladungstransports und der Partikelclusterbildung werden neue Materialien zur Verkürzung der Ladungstransportwege entwickelt und in Modulen eingesetzt, anschließend werden die globalen Effekte beim Scale-up erforscht. Dazu werden optische und elektrische Analysen von Fließelektroden durchgeführt, begleitet von FCDI Entsalzungsexperimenten und Simulationen, die den Verlauf der Ionenkonzentrationen in einem Modul beschreiben. Die Ergebnisse zeigen, dass der Ladungstransport in den Fließelektroden durch die entstehenden Partikel-Perkolationsnetzwerke gefördert wird, aber auch durch den verwendeten Elektrolyten ausgelöst wird. Kürzere Ladungstransportwege durch die Kombination von Ionenaustauschermembran und Stromabnehmer reduzierten die unnötige Überspannung. Durch die Einstellung der Salzkontraktion im Elektrolyten der Fließelektroden wird der unerwünschte Wasserübertritt über die benachbarten Ionenaustauschermembranen gemildert, was für die Langzeitstabilität essentiell ist. Somit wurde die Partikelkonzentration der Durchflusselektrode und die unerwünschte osmotische Verdünnung der Konzentrate kontrolliert. Darauf aufbauend wurden Modulkonfigurationen vorgeschlagen und getestet. Fließelektroden eröffnen ein neues Feld der kontinuierlichen elektrochemischen Prozesse. Mit dem Verständnis der Grundlagen des Ladungstransports und deren Auswirkung auf großflächige Fließelektroden-Module ist der Baugrund für die Pilotierung der Technologie gelegt. |l ger |
| 520 | _ | _ | |a Reducing our negative, human induced impact on planet Earth is the most vital task of our time. Facing that global challenge, essential aspects to be tackled are recycling water-soluble compounds, degradation of harmful contaminates, and new pathways for the electrification of the chemical industry. Most electro-membrane processes targeting these task rely on solid electrodes and an ion-exchange membrane interface. Thus, the active surfaces are fixed and are prone to transport limitations in the boundary layers at the rigid structures. Mounted in a module, the electrodes cannot be replaced and possess a fixed storage capacity for adsorption. Thus, water treatment processes are usually in-efficient batch processes that need to switch between adsorption and adsorption modes. A fruitful and until now unappreciated innovative approach is the use off lowable electrodes which make the processes continuous. In this work, flow electrodes as complex fluids are applied for water desalination and valuable salt concentration using the technology flow-electrode capacitive deionization (FCDI). New materials for shortening charge transport paths are developed and applied in modules, starting from studying the charge transport and particle cluster formation. Subsequently, the global effects during scale-up are researched. Consequently, optical and electrical analysis of flow electrodes is conducted, accompanied by FCDI desalination experiments and simulations determining the course of ion concentrations in a module. Results showed that charge transport within the flow electrodes is fostered by creating particle percolation networks, yet the used electrolyte also triggers it. Shorter charge transport paths by combining ion-exchange membrane and cur-rent collector reduced overpotentials. Adjusting the salt contraction in the flow-electrode electrolyte, the unwanted water crossover across the adjacent ion-exchangemembranes is mitigated, which is essential for long-term stability. Hence, the particle concentration of the flow electrode and the unwanted osmotic dilution of the concentrates were controlled. Based on this, module configurations were pro-posed and tested. Flow electrodes open a new field of continuous electrochemical processes. Understanding the fundamentals of charge transport and their impact on large-scaleflow-electrode modules, the foundations are laid to put the technology into operation. |l eng |
| 536 | _ | _ | |0 G:(DE-82)BMBF-13XP5008 |a BMBF-13XP5008 - Schließung industrieller Stoffkreisläufe durch neue elektrochemische Wirbelbettreaktoren (BMBF-13XP5008) |c BMBF-13XP5008 |x 0 |
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| 588 | _ | _ | |a Dataset connected to DataCite |
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| 700 | 1 | _ | |0 P:(DE-82)IDM00476 |a Wessling, Matthias |b 1 |e Thesis advisor |u rwth |
| 700 | 1 | _ | |a Elimelech, Menachem |b 2 |e Thesis advisor |
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