یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه‌های نرمال چین شرقی و استرالیای جنوبی در فرآیند یون‌زدایی خازنی (CDI) از نانوورقه‌های گرافنی بعنوان الکترودها استفاده کرده‌اند. آنها نشان داده‌اند که این الکترودهای گرافنی در مقایسه با الکترودهای مبتنی بر مواد کربن فعالی که بطور مرسوم استفاده می‌شوند منجر به عملکرد بهتری برای این فرآیند خالص‌سازی آب می‌شوند.
نمک‌زدایی آب با کمک نانوورقه‌های گرافنی
یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه‌های نرمال چین
شرقی و استرالیای جنوبی در فرآیند یون‌زدایی خازنی (CDI) از نانوورقه‌های
گرافنی بعنوان الکترودها استفاده کرده‌اند. آنها نشان داده‌اند که این
الکترودهای گرافنی در مقایسه با الکترودهای مبتنی بر مواد کربن فعالی که
بطور مرسوم استفاده می‌شوند منجر به عملکرد بهتری برای این فرآیند خالص‌سازی
آب می‌شوند.
یون‌زدایی خازنی روش نسبتاً جدیدی برای خالص‌سازی آب شورمزه است. این
فرآیند هیج آلودگی ثانویه‌ای ندارد، ارزان است و مصرف انرژی آن کم است. در
این فرآیند که مبتنی بر الکتروجذب است، یون‌های باردار در نتیجه اعمال یک
میدان الکتریکی مستقیم به سمت الکترودی که دارای بار مخالف است، حرکت می‌کنند:
آب شورمزه بین دو الکترود کربنی که سطح ویژه بزرگی دارند و اختلاف پتانسیل
بین آنها ۱ تا ۲ ولت است، جریان می‌یابد. یون‌ها و دیگر ذرات باردار از
قبیل میکروارگانیسم‌ها، روی الکترود دارای بار مخالف جذب می‌شوند.
مواد کربنی مناسب مهترین جزء در افزاره‌های یون‌زدایی خازنی هستند. آنها
بعنوان الکترودها که نقش مهمی در فرآیند الکتروجذب بازی می‌کنند، استفاده
می‌شوند.
مواد کربنی مناسب مهترین جزء در افزاره‌های
یون‌زدایی خازنی هستند. آنها بعنوان الکترودها که نقش مهمی در فرآیند
الکتروجذب بازی می‌کنند، استفاده می‌شوند.
اکنون محققان دانشگاه‌های نرمال چین شرقی و استرالیای جنوبی از الکترودهای
گرافنی استفاده کرده‌اند. آنها با انجام آزمایشاتی الکترودهای مبتنی بر
نانوورقه‌های گرافنی خود را با الکترودهای کربن فعال مرسوم مقایسه کردند.
این دانشمندان می‌گویند که اگرچه سطح ویژه کربن فعال (۹۸۹ مترمربع بر گرم)
بزرگ‌تر از سطح ویژه نانوورقه‌های گرافنی (۲۲۲ مترمربع بر گرم) است، اما
ظرفیت الکتروجذب آن که در حد ۷۳/۱۳ میکرومول بر گرم است، از ظرفیت
الکتروجذب نانوورقه‌های گرافنی که در حد ۱۸/۲۳ میکرومول بر گرم می‌باشد،
کمتر است.
آنها این ظرفیت بالا را به این حقیقت نسبت می‌دهند که این نانوورقه‌ها یک
ساختار لایه بین دو لایه دارند که برای یون‌ها قابل‌دسترس‌تر می‌باشد، در
حالی که بخش بزرگی از سطح ویژه کربن فعال را میکروحفره‌های کوچک غیرقابل‌دسترس
تشکیل می‌دهند. بنابراین سطح ویژه موثر نانوورقه‌های گرافنی از سطح ویژه
موثر کربن فعال بیشتر است.
تصاویر TEM و SEM از نانوورقه‌های گرافن و کربن فعال برای تایید این فرضیه
استفاده شدند. طبق گفته این محققان تصویر TEM نانوورقه‌های گرافنی نشان می‌دهد
که این نانوورقه‌ها حفره‌های میکرواندازه‌ای دارند که برای جذب یون‌ها قابل
دسترسی هستند. تصویر TEM کربن فعال نیز یک ساختار حفره‌ای کندومانند نشان
می‌دهد که حفره‌های داخلی آن برای جذب یون‌ها قابل دسترسی نیستند.
نتایج این پژوهش در مجله‌ی Environmental Science & Technology منتشر شده
است.
