फ्लो सेल: 3डी प्रिंटिंग और टोमोग्राफी के माध्यम से उन्नत इलेक्ट्रोड

इलेक्ट्रोड प्रतिक्रियाओं पर आधारित अधिकांश औद्योगिक संचालन में विद्युत रासायनिक प्रवाह रिएक्टर शामिल होते हैं। अनुप्रयोगों में अकार्बनिक / कार्बनिक इलेक्ट्रोसिंथेसिस, जल इलेक्ट्रोलिसिस, पर्यावरण उपचार और ऊर्जा भंडारण शामिल हैं। बहुमुखी "फिल्टर-प्रेस" प्रवाह रिएक्टर इलेक्ट्रोलाइट्स की बड़ी मात्रा के प्रसंस्करण के लिए एक नियंत्रित प्रतिक्रिया वातावरण प्रदान करता है। इस बीच, झरझरा इलेक्ट्रोड सतह क्षेत्र और बड़े पैमाने पर परिवहन को बढ़ाकर विद्युत रासायनिक रिएक्टरों की उत्पादकता और दक्षता में सुधार करते हैं।

धातु और कार्बन सामग्री का उपयोग मेश, फोम और फेल्ट के रूप में किया जाता है, जो अक्सर उत्प्रेरक के साथ लेपित होते हैं। मजबूर प्रवाह के तहत, ऊर्जा दक्षता और संयंत्र डिजाइन के संतुलन के लिए इलेक्ट्रोड की पारगम्यता महत्वपूर्ण हो जाती है। इलेक्ट्रोड सतह क्षेत्र और झरझरा इलेक्ट्रोड की पारगम्यता के बीच एक समझौता पाया जाना चाहिए।

यह प्रस्तुति प्रवाह बैटरी के लिए पीटी/टीआई इलेक्ट्रोड के विकास और 3डी मुद्रित इलेक्ट्रोड के अनुकूलन के माध्यम से प्रवाह कोशिकाओं की विशेषताओं और लाभों पर प्रकाश डालती है। झरझरा सामग्री के अध्ययन के लिए कंप्यूटेड टोमोग्राफी के फायदे दिखाने के बाद, उनके प्रदर्शन को वॉल्यूमेट्रिक मास ट्रांसपोर्ट गुणांक और तरल पदार्थों के लिए उनकी पारगम्यता द्वारा निर्धारित किया जाता है। सतह क्षेत्र और आयतन के विश्लेषण के लिए टोमोग्राफी मापदंडों के महत्व को जालीदार कांच के कार्बन द्वारा उदाहरण दिया गया है। इलेक्ट्रोकेमिकल रिएक्टरों के लिए सिलवाया, 3 डी-मुद्रित इलेक्ट्रोड की अवधारणा पेश की गई है।

विभिन्न ज्यामितियों पर विचार किया जाता है। प्रोटोटाइप उत्पादन, मॉडल सत्यापन और विशेष उपकरणों की त्वरित उपलब्धता के लिए 3डी प्रिंटेड इलेक्ट्रोड में भविष्य की प्रगति पर चर्चा की गई है।

डॉ लुइस फर्नांडो एरेनास वर्तमान में टेक्नीश यूनिवर्सिटैट क्लॉस्टल में हम्बोल्ट रिसर्च फेलो हैं, जहां उन्होंने ऑर्गेनिक फ्लो बैटरी के विकास पर प्रोफेसर थॉमस ट्यूरेक के साथ सहयोग किया है। वह साउथेम्प्टन विश्वविद्यालय (यूओएस), यूके में एक अतिथि अकादमिक भी हैं, और सोसाइटी ऑफ केमिकल इंडस्ट्री, यूके के इलेक्ट्रोकेमिकल टेक्नोलॉजी ग्रुप में शुरुआती करियर प्रतिनिधि हैं।

मेक्सिको के यूनिवर्सिडैड ऑटोनोमा डी कोआहुइला में रसायन विज्ञान में बीएससी और रासायनिक प्रौद्योगिकी में एमएससी की डिग्री पूरी करने के बाद, उन्होंने यूओएस में इलेक्ट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग में डॉक्टरेट की पढ़ाई की। वहां उन्होंने प्रोफेसर कार्लोस पोंस डी लियोन और फ्रैंक सी वॉल्श की देखरेख में जिंक-सेरियम फ्लो बैटरी पर ध्यान केंद्रित किया, जो 2017 में स्नातक थे। वह यूओएस में एक शोध साथी थे, पीईएम ईंधन कोशिकाओं और इलेक्ट्रोकेमिकल हाइड्रोजन पंप (2017-2019) विकसित कर रहे थे। एरेनास आईएनईईएल (इंस्टिट्यूटो नैशनल डी इलेक्ट्रीडाड वाई एनर्जियास लिम्पियास) के लिए नई कार्बनिक- और इलेक्ट्रोडायलिसिस-आधारित प्रवाह बैटरी के विकास के लिए एक निजी ठेकेदार भी रहा है और क्लोर-क्षार उद्योग (2019-2021) के लिए सलाहकार भी रहा है।

अतिरिक्त रुचियों में 3डी प्रिंटेड इलेक्ट्रोड्स, कंप्यूटेड टोमोग्राफी, नोबल मेटल्स का इलेक्ट्रोडपोजिशन, पोरस इलेक्ट्रोड्स और सस्टेनेबल इलेक्ट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग शामिल हैं। वह 2014 में ईसीएस सदस्य बने। उनके शोध के परिणामस्वरूप 31 सहकर्मी-समीक्षा पत्र, चार पुस्तक अध्याय, छह सम्मेलन पत्र, और 17 पोस्टर, साथ ही 40 वार्ता, उनमें से सात निमंत्रण द्वारा (गूगल विद्वान: 1018 उद्धरण, एच -सूचकांक 17)। उन्होंने इलेक्ट्रोकेमिकल सतह प्रौद्योगिकी में उत्कृष्टता के लिए युवा वैज्ञानिकों के लिए 2019 श्वाबिश गमंड पुरस्कार प्राप्त किया।

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/flow-cells-advanced-electrodes-via-3d-printing-and-tomography/