Nowe metody opisywania sposobu reakcji związków chemicznych w roztworach na prąd elektryczny
Naelektryzowane roztwory chemiczne mają zastosowanie techniczne we współczesnym świecie, od wytwarzania i przechowywania energii do udziału w wielu procesach przemysłowych. Związki chemiczne w roztworach pod działaniem prądu zachowują się jednak w sposób nieprzewidywalny, w związku z czym modelowanie ich zachowania jest bardzo trudne. Rozwiązanie tej kwestii umożliwiłoby naukowcom sprawniejsze opracowanie nowych procesów elektrochemicznych, ponieważ modele byłyby dokładniejsze. Stąd podjęto finansowaną ze środków UE inicjatywę COTRAPHEN (Coupled ion- and volume-transfer phenomena in heterogeneous systems: Modeling, experiment and applications in clean energy, micro-analysis and water treatment), której celem było przeprowadzenie wielu eksperymentów generujących dane do tworzenia nowych modeli tych systemów. Projekt COTRAPHEN skupił matematyków, chemików i fizyków dążących do rozwiązania tej kwestii w podejściu multidyscyplinarnym. Naukowcy przeprowadzili eksperymenty, w wyniku których otrzymano dane dla określonych modeli i opracowali skuteczniejsze sposoby modelowania systemów w sytuacji braku możliwości przeprowadzenia eksperymentów. W ramach projektu COTRAPHEN pracowano nad systemami uwzględniającymi bezprądowe osadzanie elektroforetyczne, arbitralnie wymieszane roztwory elektrolitu, zespoły elektrod membranowych w ogniwach paliwowych oraz membrany do wymiany jonów. Naukowcy opracowali eksperymentalne systemy pulsującej elektrodializy, ograniczając przepływ prądu na połączeniach nanoskopowych oraz osadzania elektroforetycznego w wysokotemperaturowych ogniwach paliwowych z membraną elektrolityczno-polimerową. Utworzyli i udoskonalili modele osadzania elektroforetycznego, przenoszenia prądu z przekroczeniem limitu w elektrodializie oraz konwekcję elektryczną wynikającą z falujących powierzchni membran. Wyniki projektu będą użyteczne dla naukowców pracujących nad czystymi źródłami energii, uzdatnianiem wody oraz innymi technologiami środowiskowymi i przemysłowymi.
