Effet de la fluidodynamique des bulles et des gouttes sur la recombinaison du lithium...
- Date :
- Cet événement est passé.
- Type :
- Soutenance de thèse
- Lieu :
- Local C1-3114 de la Faculté de génie
Description :
Doctorant: Juan Manuel Melendez Garcia
Directeur de recherche: Martin Désilets
Codirecteur de recherche: Gaétan Lantagne
Président du jury: Gervais Soucy
Titre : Effet de la fluidodynamique des bulles et des gouttes sur la recombinaison du lithium et l'énergie consommée à l'intérieur d'une cellule électrolytique avec diaphragme utilisée pour la production de lithium
Résumé: Le lithium métallique, qui est critique et stratégique pour la production mondiale des dispositifs de stockage d'énergie, est principalement produit par électrolyse en sels fondus. Afin d'optimiser ces procédés pour obtenir un métal de haute pureté en utilisant le moins d'énergie possible, la recombinaison du lithium a été étudiée. Des simulations ont été effectuées pour une électrolyse durant un intervalle de 600 s en utilisant une approche turbulente k-ε. Pour analyser l'influence de la dynamique des gouttes de lithium sur la recombinaison, deux configurations géométriques d’un diaphragme non poreux ont été évaluées. Le diaphragme non poreux avec une inclinaison de 87° a réduit la masse totale de lithium recombiné de 77 %, bien qu'il ait augmenté la consommation d'énergie de 10 % par rapport au cas de base d'un diaphragme vertical. Pour réduire la quantité d'énergie consommée et la masse recombinée de lithium, l'utilisation d'un diaphragme rainuré et d'électrodes rotatives a aussi été étudiée. Le diaphragme rainuré a été évalué avec différents angles d'inclinaison. Dans les cas d'électrodes rotatives, cinq vitesses angulaires sans diaphragme ont été analysées. Le diaphragme vertical avec rainures permet de réduire de 26,7 % la consommation d'énergie par rapport à la conception verticale non poreuse, mais augmente de quatre fois la quantité de lithium recombiné dans le processus. Pour diminuer cette recombinaison, le diaphragme à rainures a été incliné vers l'anode. Un angle vertical de 85° permet de réduire l'énergie consommée de 23,5 % avec approximativement la même masse de lithium recombiné par rapport à la conception verticale non poreuse. L'utilisation d'une cathode rotative à une vitesse angulaire de 0,25 rad/s entraîne une diminution de 40 % de la consommation d'énergie ainsi qu'une diminution de 87,4 % de la reconversion du lithium métallique par rapport du diaphragme vertical non poreux.
Doctorant: Juan Manuel Melendez Garcia
Directeur de recherche: Martin Désilets
Codirecteur de recherche: Gaétan Lantagne
Président du jury: Gervais Soucy
Titre : Effet de la fluidodynamique des bulles et des gouttes sur la recombinaison du lithium et l'énergie consommée à l'intérieur d'une cellule électrolytique avec diaphragme utilisée pour la production de lithium
Résumé: Le lithium métallique, qui est critique et stratégique pour la production mondiale des dispositifs de stockage d'énergie, est principalement produit par électrolyse en sels fondus. Afin d'optimiser ces procédés pour obtenir un métal de haute pureté en utilisant le moins d'énergie possible, la recombinaison du lithium a été étudiée. Des simulations ont été effectuées pour une électrolyse durant un intervalle de 600 s en utilisant une approche turbulente k-ε. Pour analyser l'influence de la dynamique des gouttes de lithium sur la recombinaison, deux configurations géométriques d’un diaphragme non poreux ont été évaluées. Le diaphragme non poreux avec une inclinaison de 87° a réduit la masse totale de lithium recombiné de 77 %, bien qu'il ait augmenté la consommation d'énergie de 10 % par rapport au cas de base d'un diaphragme vertical. Pour réduire la quantité d'énergie consommée et la masse recombinée de lithium, l'utilisation d'un diaphragme rainuré et d'électrodes rotatives a aussi été étudiée. Le diaphragme rainuré a été évalué avec différents angles d'inclinaison. Dans les cas d'électrodes rotatives, cinq vitesses angulaires sans diaphragme ont été analysées. Le diaphragme vertical avec rainures permet de réduire de 26,7 % la consommation d'énergie par rapport à la conception verticale non poreuse, mais augmente de quatre fois la quantité de lithium recombiné dans le processus. Pour diminuer cette recombinaison, le diaphragme à rainures a été incliné vers l'anode. Un angle vertical de 85° permet de réduire l'énergie consommée de 23,5 % avec approximativement la même masse de lithium recombiné par rapport à la conception verticale non poreuse. L'utilisation d'une cathode rotative à une vitesse angulaire de 0,25 rad/s entraîne une diminution de 40 % de la consommation d'énergie ainsi qu'une diminution de 87,4 % de la reconversion du lithium métallique par rapport du diaphragme vertical non poreux.