Investigation of energy generation potential of reverse electrodialysis fed with synthetic and real solutions
Sentetik ve gerçek çözeltilerle beslenen ters elektrodiyalizin enerji üretim potansiyelinin araştırılması
- Tez No: 679061
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ÇAKMAKCI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 170
Özet
Fosil yakıtlar, niceliksel olarak sınırlı olmasının yanı sıra, iklim değişikliğine yol açarak yeryüzünü olumsuz etkilemektedir. Enerji geçişi kaçınılmazdır ve birçok alternatif ve yenilenebilir enerji kaynağının fosil yakıtın yerini alacağı düşünülmektedir. Yenilenebilir enerji dünyasında rüzgar ve güneş enerjisi liderdir, ancak tuzluluk gradyan gücü (SGP) gibi devasa ve erişilebilir diğer enerji kaynakları da mevcuttur ve enerji ihtiyacına katkıda bulunmak için toplanmaları gerekmektedir. SGP, esas olarak ters elektrodiyaliz (RED) ve basınç geciktirilmiş ozmoz (PRO) sistemleri ile elde edilir. Laboratuvar ölçeğinde bir RED modülü inşa edildi ve farklı su kütlelerinin enerji üretim potansiyelini ve proses performansı ile ilişkili parametreleri izlemek için kullanıldı. Optimal besleme çözeltileri konsantrasyonu, akış hızı ve RED güç yoğunluğu geliştirmek önemleri incelendi ve sonuçlar, besleme çözeltilerinin akış hızındaki artışın güç çıkışını artırarak RED için faydalı olduğunu, ancak çok yüksek akış hızının işlem performansına zarar verdiğini gösterdi. Sonuçlar ayrıca, voltaj ve yığın direncinin artan çift hücre sayısı ile arttığını, ancak voltajın artan eğiliminin, yığın direnci nedeniyle doğrusal eğilimden düştüğünü gösterdi. Son olarak, arıtılmış farklı belediye atık suları, gerçek deniz suyu ve sentetik solüsyonlarla birlikte RED güç performansı incelenmiştir. En yüksek güç yoğunluğu sentetik çözeltilerden elde edildi. Atıksular arasında, ultrafiltrasyon (UF) permeatı, membran biyoreaktör (MBR) ve ileri biyolojik arıtma (ABT) permeatlarına kıyasla RED için daha cazipti. SEM-EDX analizi, Mg2+ ve Ca2+'nın doğal çözeltilerde bulunduğunu ve güç çıkışını azaltmaya katkıda bulunmuş olabileceğini gösterdi. Her ne kadar deniz suyuna deşarj edilen arıtılmış belediye atık suları RED ile önemli enerji kaynakları olsa da, güç çıkışını artırmak ve optimize etmek için iyileştirilmiş, oldukça seçici ve uygun maliyetli iyon değişim membranlarla (IEM) birlikte yüksek çözelti kalitesi gereklidir.
Özet (Çeviri)
In addition to being quantitatively limited, fossil fuel is negative to the earth by inducing climate change. The energy transition is inevitable, and many alternatives and renewable energy sources are being considered to replace fossil fuels. Hydropower, wind and solar energy are leaders in the renewable energy world, but huge and accessible other energy sources such as salinity gradient power (SGP) exist and need to be collected to contribute to the energy demand. SGP is mainly extracted with reverse electrodialysis (RED) and pressure retarded osmosis (PRO) systems. A lab-scale RED module was constructed and used to monitor the energy generation potential of different water bodies and the parameters associated with the performance of the process. The optimal feed solutions concentration, flow rate and their importance in improving the power density in RED were investigated and the experimental results showed that increasing the flow rate is beneficial by augmenting the power output of RED, but too high, it harms the process performance. The results demonstrated that the voltage and the stack resistance increased with increasing number of cell-pairs but the increasing trend of the voltage decreased from the linear trend due to the stack resistance. Lastly, the RED power output performance with treated different municipal wastewaters was investigated together with natural seawater and synthetic solutions. The synthetic solutions resulted in the highest power density. Among the wastewaters, ultrafiltration (UF) effluent was more attractive for RED compared to membrane bioreactor (MBR) and advanced biological treatment (ABT) effluents. The SEM-EDX analysis showed that Mg2+ and Ca2+ were present in natural solutions and may have contributed to reducing the power output. Although treated municipal wastewaters discharged into seawater are important sources of RED-SGP, feed solutions quality together with improved, highly selective and cost-effective ion exchange membranes (IEMs) are necessary to optimize the power output
Benzer Tezler
- Batı Siverek bölgesinin sismik yansıma ve araştırma kuyusu verileri ile tektonik yapısı ve petrol potansiyelinin değerlendirilmesi
Estimating of the tectonic structure and petroleum potantial of the Western Siverek's region with seismic reflection and research well data
ASAF TİMUR ATMANOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Jeofizik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜNAY BEYHAN
- Biogas recovery during anaerobic treatment of lignocellulose-rich pollutants with high sulphate content: an investigation via innovative applications
Yüksek sülfat içerikli lignoselüloz bakımından zengin kirleticilerin havasız arıtımı sırasında biyogaz geri kazanımı: yenilikçi uygulamalarla bir araştırma
EDA YARSUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİĞDEM GÖMEÇ
- Arpa (Hordeum vulgare L.) fidelerinde nitrik oksit teşvikli kadmiyum toleransının araştırılması
Investigation of the nitric oxide-induced cadmium tolerance in barley (Hordeum vulgare L.) seedlings
KÜBRA ALP
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyolojiAfyon Kocatepe ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN TERZİ
PROF. DR. MUSTAFA YILDIZ
- Topolojik yalıtkanların ve topolojik süperiletkenlerin manyetik özelliklerinin taramalı uç mikroskopları (TUM) teknikleri ile araştırılması
Investigation of magnetic properties of topological insulators and topological superconductors with integrated probe microscope (SPM) techniques
KÜBRA ÇELİK
Doktora
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN ÖZGÜR ÖZER
PROF. DR. AHMET ORAL
- Dökümhanelerdeki üretim ile üretim esnasında gerçekleşen enerji tüketimi arasındaki ilişkinin, çember ekserjisi tabanında, analitik olarak incelenmesi ve optimizasyonu
Circular exergy-based analytical investigation and optimization of the relationship between the production and energy consumption in foundries
MEHMET BUĞRA PEKUSLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBaşkent ÜniversitesiEnerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİROL KILKIŞ