Электроосмотический насос ( ЭОП ), или ЕО насос , используется для генерации потока или давления с использованием электрического поля. [1] [2] Одним из применений этого является удаление жидкого затопления водой из каналов и газа диффузионных слоев и прямой гидратации в протонной обменной мембраны в мембранный электродный узел (MEA) из мембранных топливных элементов протонного обмена . [3]
Принцип
Электроосмотические насосы изготавливаются из наносфер кремния [4] [5] или гидрофильного пористого стекла , насосный механизм создается внешним электрическим полем, приложенным к двойному электрическому слою (EDL), создает высокое давление (например, более 340 атм (34 МПа ) при приложенных потенциалах 12 кВ ) и высоких скоростях потока (например, 40 мл / мин при 100 В в насосной конструкции объемом менее 1 см3). Насосы EO компактны, не имеют движущихся частей и имеют выгодный масштаб по сравнению с конструкцией топливных элементов. Насос EO может снизить паразитную нагрузку управления водой в топливных элементах с 20% до 0,5% мощности топливных элементов. [6]
Типы
Каскадные электроосмотические насосы
Высокое давление или высокая скорость потока достигаются путем размещения нескольких обычных электроосмотических насосов последовательно или параллельно, соответственно. [7]
Пористый электроосмотический насос
Пористая перекачка создается за счет использования спеченного стекла . [8] [9]
Плоский мелкий электроосмотический насос
Плоские мелкие электроосмотические насосы состоят из параллельных мелких микроканалов . [10]
Электроосмотические микронасосы
Электроосмотические эффекты также могут быть вызваны без внешних полей, чтобы привести в движение движение микронного масштаба. Было показано, что биметаллические пятна из золота / серебра создают локальную перекачку жидкости с помощью этого механизма, когда в раствор добавляется перекись водорода. [11] Связанное движение может быть вызвано частицами фосфата серебра, которые, помимо других свойств, могут быть адаптированы для создания обратимого фейерверка. [12]
Смотрите также
Рекомендации
- Перейти ↑ Kirby, BJ (2010). Микро- и наномасштабная механика жидкости: транспорт в микрофлюидных устройствах . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-11903-0.
- ^ Брус, Х. (2007). Теоретическая микрофлюидика .
- ^ "микрофлюидикс ЭО насос" . Архивировано из оригинала на 2008-02-09 . Проверено 18 января 2008 .
- ^ Кремнеземные наносферы
- ^ Гальваностатических Измерений Заархивированного 28 июня 2008, в Wayback Machine
- ^ «Паразитическая нагрузка в топливных элементах» . Архивировано из оригинала на 2007-12-28 . Проверено 23 января 2008 .
- ^ «Каскадный насос ЭО» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 29 июня 2007 года . Проверено 23 января 2008 .
- ^ Электроосмотические насосы из пористого стекла
- ^ Электроосмотический насос из глинозема Sintred
- ^ «Плоский мелкий электроосмотический насос» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 22 июня 2007 года . Проверено 23 января 2008 .
- ^ Клайн, Тимоти Р .; Пакстон, Уолтер Ф .; Ван, Ян; Велегол, Даррелл; Маллук, Томас Э .; Сен, Аюсман (декабрь 2005 г.). «Каталитические микронасосы: микроскопический конвективный поток жидкости и формирование структуры». Журнал Американского химического общества . 127 (49): 17150–17151. DOI : 10.1021 / ja056069u . ISSN 0002-7863 . PMID 16332039 .
- ^ Альтемоза, Алисия; Санчес-Фарран, Мария Антониета; Дуань, Вентао; Шульц, Стив; Борхан, Али; Креспи, Винсент Х .; Сен, Аюсман (30 мая 2017 г.). «Химически контролируемые пространственно-временные колебания коллоидных ансамблей» . Angewandte Chemie International Edition . 56 (27): 7817–7821. DOI : 10.1002 / anie.201703239 . ISSN 1433-7851 . PMID 28493638 .
Внешние ссылки
- Электроосмотический насос и его применение
- Принципы электроосмотических насосов