SavedAdd your journal

Journals / Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi / 2017 / Cilt: 19 - Sayı: 56

Enhancing Capacitive Deionization Technology as an Effective Method for Water Treatment

Su Arıtımı İçin Etkili Bir Yöntem Olarak Kapasitif Deiyonizasyon Teknolojisinin Geliştirilmesi

Derya DURSUN
Selin OZKUL
Recep YÜKSEL
Hüsnü Emrah ÜNALAN
Pages
633–643
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Our results showed that it is possible to develop supercapacitors from commercially available graphene material for the purpose of deionization.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:In recent years, capacitive deionization (CDI) is reported as one of the emerging technologies developed with the purpose of water desalination.
📊
Key Findings & Data:The ion sorption behavior of the graphene electrodes developed from a commercially available graphene was analyzed at different electrical potentials and flow rates.
💡
Conclusion & Impact:Our results showed that it is possible to develop supercapacitors from commercially available graphene material for the purpose of deionization.
🔬Design:Research Article
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Domain Parameters

Abstract

In recent years, capacitive deionization (CDI) is reported as one of the emerging technologies developed with the purpose of water desalination. This work aims the use of supercapacitor electrodes for efficient removal of ions from water and contributes develepment of CDI technology. Towards the purpose, graphene based supercapacitor electrodes were developed and the use of these new materials for deionization purpose was explored in detail. The ion sorption behavior of the graphene electrodes developed from a commercially available graphene was analyzed at different electrical potentials and flow rates. Impact of operating parameters on sorption capacity was determined. At 20mL/min flow rate and 2.0V potential, the electrosorptive capacity of commercially available graphene electrodes could reach 12.5µmol/g. Our results showed that it is possible to develop supercapacitors from commercially available graphene material for the purpose of deionization.

Özet

Son yıllarda, kapasitif deiyonizasyon (KDI) adı verilen ve kapasitörler aracılığı ile sudan iyonların giderilmesi amacıyla geliştirilen bu teknoloji su arıtımı için kullanılan yeni teknolojiler arasında öne çıkmaktadır. Bu çalışma kapsamında sudan iyonların giderilmesi için süperkapasitör elektrotların kullanılması ve KDI teknolojisinin geliştirilmesine katkıda bulunulması hedeflenmiştir. Bu amaç doğrultusunda, grafen bazlı süperkapasitör elektrotlar geliştirilmiş ve deiyonizasyon için bu yeni malzemelerin kullanımı detaylı olarak araştırılmıştır. Elektrotların iyon tutma özellikleri farklı elektrik potansiyelleri ve debilerde analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre 20mL/dakika akış hızı ve 2,0V elektrik potansiyel uygulanarak geliştirilen grafen elektrotlar ile 12,5µmol/g iyon adsorpsiyon kapasitesine ulaşılmıştır. Sonuçlarımız doğrultusunda ticari olarak satın alınabilen grafen malzemesi ile sudan iyonların giderilmesi amacı ile elektrot üretmenin mümkün olduğu görülmüştür.

🔖

Cite This Article

DURSUN, D., OZKUL, S., YÜKSEL, R., ÜNALAN, H. E. (2017). Enhancing Capacitive Deionization Technology as an Effective Method for Water Treatment. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, Cilt: 19 - Sayı: 56, 633–643. https://ajindex.com/articles/222293

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (1)

  1. Myint M.T.Z, Al-Harthi S.H, Dutta J. 2014. Brackish Water Desalination by Capacitive Deionization Using Zinc Oxide Micro/nanostructures Grafted on Activated Carbon Cloth Electrodes, Desalination, Cilt. 344, s.236-242. DOI: 10.1016/j.desal.2014.03.037 [2] Porada S, Zhao R, van der Wal A, Presser V, Biesheuvel P.M. 2013. Review on the Science and Technology of Water Desalination by Capacitive Deionization, Progress in Materials Science, Cilt. 58, s.1388-1442. DOI: 10.1016/j.pmatsci.2013.03.005 [3] Li H, Zou L, Pan L, Sun Z. 2010. Novel Graphene-Like Electrodes for Capacitive Deionization, Environmental Science & Technology, Cilt. 44, s.8692-8697. DOI: 10.1021/es101888j [4] Anderson M.A, Cudero A.L, Palma J. 2010. Capacitive Deionization as an Electrochemical Means of Saving Energy and Delivering Clean Water. Comparison to Present Desalination Practices: Will It Compete?, Electrochimica Acta, Cilt. 55, s.3845-3856. DOI: 10.1016/j.electacta.2010.02.012 [5] AlMarzooqi F.A, Al Ghaferi A.A, Saadat I, Hilal N. 2014. Application of Capacitive Deionisation in water desalination: A review, Desalination, Cilt. 342, s.3-15. DOI: 10.1016/j.desal.2014.02.031 [6] Bennett A. 2013. 50th Anniversary: Desalination: 50 Years of Progress, Filtration+Separation, Cilt. 50, s.32- 39. DOI: 10.1016/S0015- 1882(13)70128-9 [7] Subramani A, Jacangelo J.G. 2015. Emerging Desalination Technologies for Water Treatment: A Critical Review, Water Research, Cilt. 75, s.164-187. DOI: 10.1016/j.watres.2015.02.032 [8] Garcia-Quismondo E, Santos C, Lado J, Palma J, Anderson M.A. 2013. Optimizing the Energy Efficiency of Capacitive Deionization Reactors Working under Real-World Conditions, Environmental Science & Technology, Cilt. 47, s.11866-11872. DOI: 10.1021/es4021603 [9] Welgemoed T.J, Schutte C.F. 2005. Capacitive Deionization TechnologyTM: An alternative desalination solution, Desalination, Cilt. 183, s.327-340. DOI: 10.1016/j.desal.2005.02.054 [10] Li Z, Song B, Wu Z, Lin Z, Yao Y, Moon K.S, Wong C.P. 2014. 3D porous graphene with ultrahigh surface area for microscale capacitive deionization, Nano Energy, Cilt. 11, s.711-718. DOI: 10.1016/j.nanoen.2014.11.018 [11] Wang C, Song H, Zhang Q, Wang B, Li A. 2015. Parameter Optimization Based on Capacitive Deionization for Highly Efficient Desalination of Domestic Wastewater Biotreated Effluent and the Fouled Electrode Regeneration, Desalination, Cilt. 365, s.407-415. DOI: 10.1016/j.desal.2015.03.025 [12] Bai Y, Huang Z.H, Yu X.L, Kang F. 20