Se utiliza una bomba electroosmótica ( EOP ), o bomba EO , para generar flujo o presión mediante el uso de un campo eléctrico. [1] [2] Una aplicación de esto es eliminar el agua de inundación líquida de los canales y capas de difusión de gas y la hidratación directa de la membrana de intercambio de protones en el conjunto de electrodos de membrana (MEA) de las celdas de combustible de la membrana de intercambio de protones . [3]
Principio
Las bombas electroosmóticas se fabrican a partir de nanoesferas de sílice [4] [5] o vidrio poroso hidrófilo , el mecanismo de bombeo se genera mediante un campo eléctrico externo aplicado sobre una doble capa eléctrica (EDL), genera altas presiones (p. Ej., Más de 340 atm (34 MPa ) a potenciales aplicados de 12 kV ) y caudales elevados (por ejemplo, 40 ml / min a 100 V en una estructura de bombeo de menos de 1 cm³ de volumen). Las bombas EO son compactas, no tienen partes móviles y se escalan favorablemente con el diseño de celda de combustible. La bomba EO podría reducir la carga parásita de la gestión del agua en las pilas de combustible del 20% al 0,5% de la potencia de la pila de combustible. [6]
Tipos
Bombas electroosmóticas en cascada
Se obtienen altas presiones o caudales elevados colocando varias bombas electroosmóticas regulares en serie o en paralelo, respectivamente. [7]
Bomba electroosmótica porosa
El bombeo poroso se crea mediante el uso de vidrio sinterizado . [8] [9]
Bomba electroosmótica plana de poca profundidad
Las bombas electroosmóticas planas poco profundas están hechas de microcanales superficiales paralelos . [10]
Microbombas electroosmóticas
Los efectos electroosmóticos también se pueden inducir sin campos externos para impulsar el movimiento a escala micrométrica. Se ha demostrado que los parches bimetálicos de oro / plata generan un bombeo de fluido local mediante este mecanismo cuando se agrega peróxido de hidrógeno a la solución. [11] Un movimiento relacionado puede ser inducido por partículas de fosfato de plata, que se pueden adaptar para generar un comportamiento de fuegos artificiales reversible, entre otras propiedades. [12]
Ver también
Referencias
- ^ Kirby, BJ (2010). Mecánica de fluidos a micro y nanoescala: transporte en dispositivos microfluídicos . Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN 978-0-521-11903-0.
- ^ Bruus, H. (2007). Microfluídica teórica .
- ^ "Bomba EO de microfluidos" . Archivado desde el original el 9 de febrero de 2008 . Consultado el 18 de enero de 2008 .
- ^ Nanoesferas de sílice
- ^ Mediciones galvanostáticas Archivado el 28 de junio de 2008 en la Wayback Machine.
- ^ "Carga parasitaria en pilas de combustible" . Archivado desde el original el 28 de diciembre de 2007 . Consultado el 23 de enero de 2008 .
- ^ "Bomba EO en cascada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 29 de junio de 2007 . Consultado el 23 de enero de 2008 .
- ^ Bombas electroosmóticas de vidrio poroso
- ^ Bomba electroosmótica de alúmina Sintred
- ^ "Bomba electroosmótica plana poco profunda" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 22 de junio de 2007 . Consultado el 23 de enero de 2008 .
- ^ Kline, Timothy R .; Paxton, Walter F .; Wang, Yang; Velegol, Darrell; Mallouk, Thomas E .; Sen, Ayusman (diciembre de 2005). "Microbombas catalíticas: flujo de fluido convectivo microscópico y formación de patrones". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 127 (49): 17150-17151. doi : 10.1021 / ja056069u . ISSN 0002-7863 . PMID 16332039 .
- ^ Altemose, Alicia; Sánchez-Farrán, María Antonieta; Duan, Wentao; Schulz, Steve; Borhan, Ali; Crespi, Vincent H .; Sen, Ayusman (30 de mayo de 2017). "Oscilaciones espacio-temporales controladas químicamente de ensamblajes coloidales" . Angewandte Chemie International Edition . 56 (27): 7817–7821. doi : 10.1002 / anie.201703239 . ISSN 1433-7851 . PMID 28493638 .
enlaces externos
- Bomba electroosmótica y sus aplicaciones
- Principios de las bombas electroosmóticas.