Elektroosmotické čerpadlo - Electroosmotic pump

An elektroosmotické čerpadlo (EOP), nebo EO čerpadlo, se používá pro generování průtoku nebo tlaku pomocí elektrického pole.[1][2] Jednou z těchto aplikací je odstraňování zaplavení kapalinou voda z kanálů a plynu difúze vrstvy a přímé hydratace z protonová membrána v sestava membránové elektrody (MEA) z palivové články membrány s výměnou protonů.[3]

Zásada

Elektroosmotická čerpadla jsou vyrobena z oxid křemičitý nanosféry[4][5] nebo hydrofilní porézní sklo, čerpací mechanismus je generován externím elektrické pole aplikováno na elektrická dvojitá vrstva (EDL), generuje vysoké tlaky (např. Více než 340 bankomat (34 MPa ) ve 12 kV aplikované potenciály) a vysoké průtoky (např ml / min při 100 PROTI v čerpací konstrukci o objemu menším než 1 cm³). Čerpadla EO jsou kompaktní, nemají žádné pohyblivé části a mají příznivé měřítko díky konstrukci palivových článků. EO čerpadlo může spadnout parazitické zatížení hospodaření s vodou v palivových článcích od 20% do 0,5% výkonu palivových článků.[6]

Typy

Kaskádové elektroosmotické pumpy

Vysoký tlak nebo vysoký tlak průtoky jsou získány umístěním několika běžných elektroosmotických čerpadel do série nebo paralelně.[7]

Porézní elektroosmotické čerpadlo

Porézní čerpání je vytvořeno použitím slinuté sklo.[8][9]

Rovinné mělké elektroosmotické čerpadlo

Rovinné mělké elektroosmotické pumpy jsou vyrobeny z paralelních mělkých mikrokanály.[10]

Elektroosmotické mikročerpadla

Elektroosmotické efekty lze také vyvolat bez vnějších polí, aby se podpořil pohyb v mikronovém měřítku. Ukázalo se, že bimetalové zlaté / stříbrné náplasti generují lokální čerpání tekutin tímto mechanismem, když je do roztoku přidán peroxid vodíku.[11] Související pohyb může být vyvolán částicemi fosforečnanu stříbrného, ​​které lze přizpůsobit tak, aby mimo jiné vytvářelo reverzibilní chování ohňostroje.[12]

Viz také

Reference

  1. ^ Kirby, B.J. (2010). Mikro- a nanoměřítková tekutinová mechanika: Transport v mikrofluidních zařízeních. Cambridge University Press. ISBN  978-0-521-11903-0.
  2. ^ Bruus, H. (2007). Teoretická mikrofluidika.
  3. ^ „mikrofluidická EO pumpa“. Archivovány od originál dne 02.02.2008. Citováno 2008-01-18.
  4. ^ Nanosféry oxidu křemičitého
  5. ^ Galvanostatická měření Archivováno 28. Června 2008 v Wayback Machine
  6. ^ "Parazitické zatížení v palivových článcích". Archivovány od originál dne 2007-12-28. Citováno 2008-01-23.
  7. ^ „Cascade EO pump“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 29.06.2007. Citováno 2008-01-23.
  8. ^ Elektroosmotická čerpadla z porézního skla
  9. ^ Elektroosmotická pumpa ze slinutého oxidu hlinitého
  10. ^ „Planární mělké elektroosmotické čerpadlo“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 22.06.2007. Citováno 2008-01-23.
  11. ^ Kline, Timothy R .; Paxton, Walter F .; Wang, Yang; Velegol, Darrell; Mallouk, Thomas E .; Sen, Ayusman (prosinec 2005). "Katalytická mikropumpa: mikroskopický tok konvekční tekutiny a tvorba vzoru". Journal of the American Chemical Society. 127 (49): 17150–17151. doi:10.1021 / ja056069u. ISSN  0002-7863. PMID  16332039.
  12. ^ Altemose, Alicia; Sánchez-Farrán, María Antonieta; Duan, Wentao; Schulz, Steve; Borhan, Ali; Crespi, Vincent H .; Sen, Ayusman (2017-05-30). „Chemicky řízené časoprostorové oscilace koloidních sestav“. Angewandte Chemie International Edition. 56 (27): 7817–7821. doi:10.1002 / anie.201703239. ISSN  1433-7851. PMID  28493638.

externí odkazy