Effect of temperature on electro-electrodialysis of HI-I-HO mixture using ion exchange membranes

イオン交換膜を用いたヨウ化水素濃縮に対する温度依存性

田中 伸幸 ; 八巻 徹也; 浅野 雅春; 前川 康成; 寺井 隆幸*; 小貫 薫

Tanaka, Nobuyuki; Yamaki, Tetsuya; Asano, Masaharu; Maekawa, Yasunari; Terai, Takayuki*; Onuki, Kaoru

熱化学水素製造法ISプロセスのエネルギー効率向上のため、イオン交換膜を用いた電解電気透析法によるヨウ化水素濃縮において、イオン交換膜性能の温度依存性について検討した。膜中のイオン輸送に関する理論等を考慮することで、膜性能を表す輸率,セル電圧,水の透過量の温度依存性を定式化した。また、放射線グラフト膜及び市販膜を用いた実験結果をよく再現できることから、その妥当性を確認した。

In the thermochemical water-splitting iodine-sulfur process for hydrogen production, an electro-electrodialysis was applied to increase the HI molality of a HI-I-HO mixture. In order to investigate the temperature dependence of the membrane performance for increasing the HI concentration, a theoretical formula for the performance indexes (proton transport number, initial cell voltage, and ratio of water permeation to proton permeation in the membrane) was derived on the basis of the Nernst-Planck equation and electrophoresis theory. The obtained formula could reproduce the experimental values of the grafted membranes and Nafion 212 in the temperature range 313-373 K and was validated.