一个基于SiC DSRD的固态脉冲功率亚纳秒发电机,具有高压和高重复频率,用于脉冲排放水处理

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 电气工程 电气工程
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 水处理是全球关键问题,需要高效有效的解决方案.
• 固态电力电子脉冲为水处理应用提供了独特的优势.
• 脉冲参数如电压,上升时间和重复率显著影响治疗疗效.

研究的目的:

• 开发一个高压,高频次亚纳秒脉冲发电机 (PPG) 用于废水处理.
• 为了研究使用SiC漂移步骤恢复二极管 (DSRD) 固态开关的模块化PPG系统的性能.
• 为了证明PPG在废水中降解4-烯 (4-CP) 的有效性.

主要方法:

• 使用SiC DSRD固态开关开发一个模块化,高压,高频PPG系统.
• PPG的输出参数的表征:电压 (1-5.28 kV),上升时间 (<600 ps) 和重复率 (高达1 MHz).
• 在脉冲排放水处理中应用PPG来降解4-烯 (4-CP).

主要成果:

• 开发的PPG系统实现了高压输出,具有快速上升时间和高重复率.
• 该系统证明了4-烯醇 (4-CP) 的高效降解,在35分钟内达到500mg/L的98%降解率.
• 定量分析证实了频率,电压和电极间距对4-CP降解效率的影响.

结论:

• 开发的可扩展高压PPG系统对于废水处理是有效的.
• 使用SiC DSRD固态开关可实现高性能和模块化,用于脉冲发电.
• 该研究验证了脉冲放电处理的潜力,使用优化的脉冲参数来有效去除像4-CP这样的有机污染物.