| Title: | Nerovnovážně termodynamický model sorpce vody v membránách Nafion Non-equilibrium thermodynamic model of water sorption in Nafion membranes |
| Authors: | Klika, Václav Kubant, Jan Pavelka, Michal Benziger, Jay B. |
| Citation: | KLIKA, V., KUBANT, J., PAVELKA, M., BENZIGER, J. B. Non-equilibrium thermodynamic model of water sorption in Nafion membranes. Journal of membrane science 2017, roč. 540, č. Oct 15 2017, s. 35-49. ISSN 0376-7388. |
| Issue Date: | 2017 |
| Publisher: | Elsevier |
| Document type: | článek article |
| URI: | http://hdl.handle.net/11025/29261 |
| ISSN: | 0376-7388 |
| Keywords: | Rychlost sorpce;Sorpce vody;Termodynamický model;Membrána Nafion;Analýza modelu;Bobtnání |
| Keywords in different language: | Sorption rates;Water sorption;Thermodynamic model;Nafion membrane;Model analysis;Swelling |
| Abstract: | Přestože transport vody membránou Nafion je zkoumán dlouhou dobu, nebyl tento jev dostatečně vysvětlen. Stále není jasné, proč je rychlost desorpce vyšší než rychlost absorpce. Tato práce se snaží na tento problém najít řešení. Pro tento účel byl využitím klasické nevratné termodynamiky sestaven termodynamicky konzistentní model zahrnující bobtnání membrány a její interakci s vodní párou. Numerické řešení modelu vykazuje dobrou shodu s experimentálními daty získané pomocí dynamické sorpce. Zjednodušením modelu (neuvažování bobtnání membrány a předpoklad okamžité difuze v membráně) je možné určit příčinu asymetrie mezi rychlostí absorpce a desorpce - tvarem křivky absorpce. Toto vysvětlení asymetrie je dále kvantitativně diskutováno (porovnáním původního modelu a zjednodušeného modelu s experimentálními daty) a také v kontextu sorpce aktivního uhlí (adsorpční uhlí). |
| Abstract in different language: | Despite the extensive attention that water transport in Nafion membranes has been subject to, several phenomenal still remain unexplained. It is for instance not clear why desorption rate is much faster than absorption. The purpose of this paper is to suggest an answer to that problem. A simple but thermodynamically consistent model is formulated within the framework of Classical Irreversible Thermodynamics including swelling and interaction of the membrane with the surrounding water vapor. Numerical solutions to the model are in a good match with experimental data of sorption dynamics. By simplifying the model (excluding swelling and assuming instantaneous diffusion within the membrane), we are able to identify the source of the asymmetry between the absorption and desorption rates - the shape of the uptake curve. This natural explanation of the asymmetry is then discussed quantitatively (showing an agreement between both the full and the simplified model but also with the experimental data) and also in the context of active carbon sorption. |
| Rights: | Plný text není přístupný. © Elsevier |
| Appears in Collections: | Články / Articles (CTM) OBD |
Files in This Item:
| File | Size | Format | |
|---|---|---|---|
| KLIKA_článek-2.pdf | 1,18 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/11025/29261Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.