Rozwiązanie wykorzystuje materiały kompozytowe na bazie grafenu i posłuży uzyskiwaniu ultraczystej wody o bardzo dobrych parametrach jakościowych. Powstało we współpracy naukowców z Politechniki Łódzkiej i pracowników firmy AMII Łódź produkującej m.in. filtry do wody.
„Sposób wytwarzania elektrod kompozytowych do elektrodejonizacji wody na bazie usieciowanego tlenku grafenu” otrzymał brązowy medal na Wystawie IPITEX 2023 w Bangkoku. Twórcami rozwiązania są reprezentujący Instytut Inżynierii Materiałowej PŁ - dr hab. inż. Konrad Dybowski - prof. PŁ, prof. Łukasz Kaczmarek, prof. Piotr Kula, dr inż. Witold Szymański, Tomasz Warga, Grzegorz Romaniak, Bartosz Bucholc, Magdalena Makowicz oraz z AMII Łódź - Jan Siniarski i Tomasz Kaźmierczak.
struktura usieciowanego zredukowanego tlenku grafenu
Przedmiotem wynalazku jest elektroda grafenowa przeznaczona do procesów elektrodejonizacji wody. Jest to elektroda wykonana z włókien węglowych (spajanych żywicą epoksydową), pokrywanych usieciowanym, zredukowanym tlenkiem grafenu. Proces wytwarzania elektrody grafenowej składa się z dwóch zasadniczych etapów - aktywacji powierzchni włókien węglowych oraz pokrycia ich warstwą usieciowanego tlenku grafenu.
Elektroda grafenowa – kompozyt na bazie włókien węglowych i usieciowanego rGO
Zalety nowych elektrod
Główną zaletą tych elektrod węglowych, w odniesieniu do obecnie stosowanych elektrod komercyjnych, jest ich niski koszt wytwarzania, przy zachowaniu wysokiej trwałości. Elektrody te charakteryzują się dobrą przewodnością elektryczną oraz wysoką odpornością chemiczną i elektrochemiczną w środowisku wodnym o zróżnicowanym pH oraz niską podatnością na zanieczyszczenia organiczne.
Dzięki zastosowaniu elektrody grafenowej możliwa jest szybka sorpcja i desorpcja jonów z wody, również z roztworów o niskiej przewodności elektrycznej. Ponadto, ze względu na zastosowane do budowy komponenty oraz prostą technologię wytwarzania, nie ma praktycznie żadnych ograniczeń w zakresie wymiarów i kształtu. Rozwiązanie charakteryzuje się dużą swobodą skalowania technologicznego.
Urządzenie do elektrodejonizacji wody z elektrodami grafenowymi
Opisany sposób wytwarzania elektrod powstał w ramach projektu nr POIR.04.01.04-00-0089/15, działanie 4.1 „Badania naukowe i prace rozwojowe”, poddziałanie 4.1.4 „Projekty aplikacyjne”, tytuł projektu: „Materiały kompozytowe na bazie grafenu przeznaczone do oczyszczania wody”, realizowanego przez konsorcjum: Politechnika Łódzka (lider) i firma Amii Sp. z o.o. Rozwiązanie jest już opatentowane, nr patentu: Pat.236678.
