Vooluelemendid: täiustatud elektroodid 3D-printimise ja tomograafia abil

Enamik elektroodreaktsioonidel põhinevaid tööstuslikke toiminguid hõlmavad elektrokeemilisi voolureaktoreid. Rakendused hõlmavad anorgaanilist/orgaanilist elektrosünteesi, vee elektrolüüsi, keskkonna parandamist ja energia salvestamist. Mitmekülgne „filter-press“ voolureaktor pakub kontrollitud reaktsioonikeskkonda suurte elektrolüütide koguste töötlemiseks. Samal ajal parandavad poorsed elektroodid elektrokeemiliste reaktorite tootlikkust ja efektiivsust, suurendades pindala ja massitransporti.

Metall- ja süsinikmaterjale kasutatakse võrkude, vahtmaterjalide ja viltidena, mis on sageli kaetud katalüsaatoritega. Sundvoolu korral muutub elektroodide läbilaskvus oluliseks energiatõhususe ja tehase disaini tasakaalu jaoks. Tuleb leida kompromiss elektroodi pindala ja poorsete elektroodide läbilaskvuse vahel.

Selles esitluses tuuakse esile vooluelementide omadused ja eelised vooluakude jaoks mõeldud Pt/Ti elektroodide väljatöötamise ja 3D-prinditud elektroodide optimeerimise kaudu. Pärast seda, kui on näidatud kompuutertomograafia eelised poorsete materjalide uurimiseks, kvantifitseeritakse nende jõudlust mahulise massitranspordi koefitsiendi ja vedelike läbilaskvuse järgi. Tomograafia parameetrite tähtsust pindala ja ruumala analüüsimisel illustreerib võrkjas klaaskeha süsinik. Tutvustatakse elektrokeemiliste reaktorite jaoks kohandatavate 3D-prinditud elektroodide kontseptsiooni.

Arvesse võetakse erinevaid geomeetriaid. Arutatakse tulevasi edusamme 3D-prinditud elektroodide vallas prototüüpide tootmiseks, mudelite valideerimiseks ja spetsiaalsete seadmete kiireks saadavuseks.

Dr Luis Fernando Arenas on praegu Humboldti teadur Technische Universität Clausthalis, kus ta teeb koostööd prof Thomas Turekiga orgaaniliste voolupatareide väljatöötamisel. Ta on ka külalisakadeemik Southamptoni ülikoolis (UOS) Ühendkuningriigis ja karjääri alguses tegutsev esindaja Ühendkuningriigi Keemiatööstuse Seltsi elektrokeemiatehnoloogia rühmas.

Pärast bakalaureusekraadi omandamist keemias ja magistrikraadi keemiatehnoloogias Universidad Autónoma de Coahuilas, Mehhikos, jätkas ta doktorantuuris elektrokeemiainseneri erialal UOS-is. Seal keskendus ta tsink-tseeriumvoolupatareidele 2017. aastal lõpetanud professorite Carlos Ponce de Leóni ja Frank C Walshi juhendamisel. Ta oli UOS-i teadur, arendades PEM-kütuseelemente ja elektrokeemilisi vesinikupumpasid (2017–2019). Arenas on olnud ka eratöövõtja INEELi (Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias) uute orgaanilistel ja elektrodialüüsil põhinevate voolupatareide väljatöötamisel ning kloorleelisetööstuse konsultant (2019–2021).

Täiendavate huvide hulka kuuluvad 3D-prinditud elektroodid, kompuutertomograafia, väärismetallide elektrosadestamine, poorsed elektroodid ja säästev elektrokeemiatehnoloogia. Ta sai ECS-i liikmeks 2014. aastal. Tema uurimistöö tulemusel on valminud 31 eelretsenseeritud ettekannet, neli raamatupeatükki, kuus konverentsiettekannet ja 17 postrit ning 40 kõnet, neist seitse kutsega (Google Scholar: 1018 tsitaati, h -indeks 17). Ta pälvis 2019. aasta Schwäbisch Gmündi noorte teadlaste auhinna elektrokeemilise pinnatehnoloogia tipptaseme eest.

Postitus Vooluelemendid: täiustatud elektroodid 3D-printimise ja tomograafia abil ilmus esmalt Füüsika maailm.

• Münditark. Euroopa parim Bitcoini ja krüptobörs.
• Platoblockchain. Web3 metaversiooni intelligentsus. Täiustatud teadmised. TASUTA PÄÄS.
• CryptoHawk. Altcoini radar. Tasuta prooviversioon.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/flow-cells-advanced-electrodes-via-3d-printing-and-tomography/