CN102807266B - 超级电容脱盐单元、装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超级电容脱盐单元、装置和方法。该超级电容脱盐单元包括第一电极、第二电极、设置于所述第一和第二电极间的隔网装置及设置于所述第一和第二电极中的至少一个上的单价离子选择层。
Description
技术领域
本发明涉及一种超级电容脱盐单元、装置和方法，尤其涉及一种使用离子选择层(Ion Selective Layers)的超级电容脱盐(Supercapacitor Desalination，SCD)单元、装置和方法。
背景技术
SCD装置通常是指可用于使海水淡化或使其他苦咸水去除离子，从而将其含盐量降低至可接受水平以供家用或工业用的超级电容装置(Supercapacitor)。通常，一个超级电容脱盐单元具有一个双层的结构，在该结构中，由微粒活性碳或其他导电的高比表面积(Surface Area)材料组成的一对电极被隔网层(Spacer)隔开。特别的，该超级电容脱盐单元还包括与相应的电极紧密接触的可导电的集流体元件。
在一定的应用中，超级电容脱盐单元设置有与相应电极接触的复数个离子选择层。这样，在超级电容脱盐单元分别处于充电和放电的状态时，该离子选择层可便于电解质中的正离子和负离子朝向或远离相应的电极进行吸附或脱附。然而，在现有的应用中，由于多价离子(Polyvalent Ions)通常比单价离子(Monovalent Ions)具有更高的极性，从而离子选择层通常对多价离子有更强的选择性，这对于单价离子的移除是不利的。
此外，当有选择性的移除离子，比如钙离子(Ca2+)和镁离子(Mg2+)时，由于二价(Divalent)离子更容易通过相应的离子选择层被吸附到相应的电极上，这就可能导致钙离子和镁离子及硫酸根离子(SO4 2-)和碳酸根离子(CO3 2-)在相应电极上的浓度增加，从而进一步导致在充放电过程中在电极内或电极与离子选择层间增加发生沉淀或结垢(Scale Formation)的风险。
所以，需要提供一种新的可用来选择性移除单价离子并避免在其内产生结垢的设置有离子选择层(Ion Selective Layers)的超级电容脱盐(Supercapacitor Desalination)单元、装置、系统和方法。
发明内容
本发明的一个实施例提供了一种超级电容脱盐单元。该超级电容脱盐单元包括第一电极、第二电极、设置于所述第一和第二电极间的隔网装置及设置于所述第一和第二电极中的至少一个上的单价离子选择层。
本发明另一个实施例提供了一种超级电容脱盐装置。该超级电容脱盐装置包括一个或一个以上的相互连通的超级电容脱盐堆叠装置。所述一个或一个以上的相互连通的超级电容脱盐堆叠装置中的至少一个包括复数个堆叠的超级电容脱盐单元及设置在相邻的所述超级电容脱盐单元间的绝缘隔离装置。所述超级电容脱盐单元中的至少一个包括第一电极、第二电极、设置于所述第一和第二电极间的隔网装置及设置于所述第一和第二电极中的至少一个上的单价离子选择层。
本发明实施例进一步提供了一种流体脱盐方法。该脱盐方法包括设置超级电容脱盐装置及输入流体通过所述脱盐装置进行脱盐。其中该超级电容脱盐装置包括第一电极、第二电极、设置于所述第一和第二电极间的隔网装置及设置于所述第一和第二电极中的至少一个上的单价离子选择层。
附图说明
通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：
图1到图3分别为本发明超级电容脱盐单元的复数个实施例的示意图；
图4到图9分别为本发明超级电容脱盐装置的复数个实施例的示意图；及
图10为本发明超级电容脱盐装置的一个实施例的示意图。
具体实施方式
图1所示为本发明超级电容脱盐单元10的一个实施例的示意图。如图1所示，超级电容脱盐单元10包括了第一集流体11、第二集流体12、第一电极13、第二电极14、隔网装置15、单价阴离子选择层16和单价阳离子选择层17。第一和第二电极13和14分别与相应的第一和第二集流体11和12接触。隔网装置15设置于单价阴离子选择层16和单价阳离子选择层17之间。
在一些示例中，第一集流体11在充电过程中可与电源(未图示)的正极相连。第二集流体12在充电过程中可与电源的负极相连，从而第一电极13可作为正极(或阳极)，第二电极14可作为负极(或阴极)使用。相应地，在图1所示的实施例中，单价阴离子选择层16可与阳极13接触，单价阳离子选择层17可与阴极14接触。
图1中所示的实施例仅是示意性的。在其他示例中，第一电极13和第二电极14也可分别作为阴极和阳极使用。从而单价阴离子选择层16和单价阳离子选择层17可分别设置于相应的阳极14和阴极13上。尽管图1中所示其分别独立设置，在一些应用中，第一电极13和单价阴离子选择层16及第二电极14和单价阳离子选择层17可分别集成设置来作为阴极和阳极使用。
在一定的应用中，第一集流体11和/或第二集流体12也可不设置，从而第一电极13和/或第二电极14可被连接到电源而同时起到电极和集流体的作用。此外，所使用的术语“层”并不意味着特定厚度的材料。
在一些示例中，集流体11，12可设置为板状(Plate)、网状(Mesh)、箔状(Foil)或片状(Sheet)，其可由金属或金属合金制成。在非限定示例中，金属可包括钛、铂、铱或铑。在一个示例中，金属合金可包括不锈钢。在其他示例中，集流体11，12也可包括石墨(Graphite)或塑料材料，如聚烯烃(Polyolefin)。另外，塑料材料的集流体11，12可混合有导电的碳黑或金属颗粒混合以达到一定的导电率。
第一和第二电极13、14可具有板状的结构，从而可彼此平行设置以形成堆叠(Stack)的结构。电极13、14也可具有不同的形状，比如片状、块状(Block)或柱状(Cylinder)，且按照不同的架构进行设置。例如，第一和第二电极可同心设置，从而在其间定义了一个螺旋状连续的空间。
第一和第二电极13、14可包括可导热或不导热的导电材料，且其可包括具有较小尺寸和较大的表面积的颗粒。在一些示例中，导电材料可包括一种或多种碳材料。在非限定示例中，碳材料可包括活性碳颗粒(Activated CarbonParticles)、多孔碳颗粒(Porous Carbon Particles)、碳纤维(Carbon Fibers)、碳气溶胶(Carbon Aerogels)、多孔中间相碳微球(Porous MesocarbonMicrobeads)或其组合。在其他示例子，导电材料可包括导电复合材料，如锰，铁，锰和铁的氧化物，钛、锆、钒、钨的碳化物或其组合。在一些应用中，通过采用一种或多种沉积工艺，例如溅射(Sputtering)、喷涂(Spraying)、旋转涂覆(Spin-coating)、压制(Calendering)或印制(Printing)，电极13和14可分别设置在相应的集流体11和12上。
隔网装置15包括任何离子可通过(Ion-permeable)的、非电子导电(Electronically Nonconductive)的材料，从而来将第一电极13和第二电极14隔离开。在非限定示例中，隔网装置15可能具有，或其本身可设置有空间以形成通道，从而流体可通过该通道流过第一电极13和第二电极14间。
在本发明实施例中，单价阴离子选择层16可用于产生一个使阴离子朝向或离开电极13的单价负离子传输通路。单价阳离子选择层17可用于产生一个使阳离子朝向或离开电极14的单价正离子传输通路。这样，在充电和放电的周期中，便可消耗相对较少的能量来使流体(电解液)中的单价负离子和正离子从相应的第一电极和第二电极13、14表面吸附和脱附。
在非限定示例子中，单价阴离子选择层16和/或单价阳离子选择层17可能是独立式(Freestanding)设置于相应的电极13、14上。另外，单价阴离子选择层16和/或单价阳离子选择层17可以膜的形式涂覆在相应的电极13、14的表面。在一定的应用中，单价阴离子选择层16和/或单价阳离子选择层17也可分散于相应的电极13、14中。
在非限定示例中，用来使用在单价阴离子选择层16的材料可包括交联的共聚物(Crosslinked Copolymers)，其可来自于氯甲基苯乙烯(vinylbenzylchloride，VBC)、二丁基胺(Dibutyl amine，DBA)、三丁胺(Tributyl amine，TBA)及二乙烯基苯(Divinylbenzene，DVB)。在一个示例中，在产生单价阴离子选择层16的过程中，氯甲基苯乙烯单体(110.3克，0.701摩尔)、二丁基胺单体(86.3克，0.484摩尔)和三丁胺单体(117.7克，0.639摩尔)进行混合。同时，二乙烯基苯(86.3克)、丙烯乙二醇(Propyleneglycol，PG)(92.5克)和甲基对苯二酚(Methylhydroquione，MEHQ)(500ppm)分别作为交联剂(Crosslinker)、溶剂(Solvent)和抑制剂(Inhibitor)加入到上述混合物中。该混合物在大约65℃-70℃的温度下进行反应约3小时而产生反应混合物。随后，过氧-2-乙基己酸叔丁酯(Tert-Butylperoxy-2-ethylhexanoate)溶液(含2％重量百分比的过氧-2-乙基己酸叔丁酯)作为引发剂(Initiator)加入到前述反应混合物中而形成混合物。然后，该混合物被涂覆在电极表面并在大约85℃温度下聚合大约1小时，从而在电极上形成单价阴离子选择层16。
用来使用在单价阳离子选择层17的材料可包括交联的共聚物，其可来自丙烯酰氨基甲基丙烷磺酸(Acrylamidomethylpropane sulfonic acid，AMPS)和二甲基丙烯酸乙二醇酯(Ethylene glycol dimethacrylate，EGDMA)。在一个示例中，在产生单价阳离子选择层17的过程中，丙烯酰氨基甲基丙烷磺酸单体(380克，1.84摩尔)和交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯(360克，1.82摩尔)在溶剂甲基吡咯烷酮(N-methylpyrrolidone)存在的基础上与氯甲基苯乙烯或缩水甘油基异丁烯酸溶液(含5％重量百分比的缩水甘油基异丁烯酸)混合而形成第一混合物。随后，第一混合物加入到引发剂过氧-2-乙基己酸叔丁酯溶液(含1.5％重量百分比的过氧-2-乙基己酸叔丁酯)中形成第二混合物。然后，第二混合物被涂覆在电极表面并在大约85℃下聚合大约1小时而在电极上形成共聚物。接下来，涂覆有共聚物的电极在大约60℃温度下在聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine，PEI)(含1％重量百分比的聚乙烯亚胺)溶液中浸泡大约5-10小时，从而在电极上形成单价阳离子选择层17。
如图1所示，输入流体18通过第一电极13和第二电极14间。在一些示例中，输入液体18可能含有带电离子，比如单价和多价的带电离子。在充电时，单价正离子通过单价阳离子选择层17移向阴极14，单价负离子通过单价阴离子选择层16移向阳极13。由于多价带电离子不能通过单价离子选择性16、17从而保留在输入流体18中。这样，单价带电离子在超级脱盐单元10内聚集，从而输出流体19就为变淡的流体，相较于输入流体18，其具有较低的单价离子的浓度。
在放电时，被吸附的单价离子从相应的电极13和14的表面脱离。在一定应用中，在这种状态下，第一电极13和第二电极14的极性也可能进行反向，因此在充电状态时吸附的单价离子朝了相反的极性移动，结果，相比输入流(未显示)，输出流(未显示)具有较高浓度的单价离子。
这样，在本实施例中，由于单价离子选择层16、17的存在，单价离子可以较低的能量消耗从输入流体18中移除，而多价离子仍留在输出流体19中。例如，图1中所示的实施例可用来产生单价盐，如氯化钠盐。
在一些实施例中，仅可设置单价阴离子选择层16和单价阳离子选择层17中的一个。这样，离子选择层也可设置在超级电容脱盐单元10中以与单价阴离子选择层16和单价阳离子选择层17中的相应的一个配对。在本发明实施例中，“离子选择层”可指不仅单价离子可通过而且多价离子也可通过的普通离子选择层。
图2所示为本发明的超级电容脱盐单元20的一个实施例的示意图。图2-10所示的实施例仅是示意性的。图2-10中相同的数字可表示表明相似的元件。图2所示的实施例与图1中所示的实施例相似。两个实施例的不同之处在于图2中所示的超级电容脱盐单元20包括可与单价阳离子选择层17相配对的阴离子选择性层21，其共同用来对流体进行脱盐。另外，如图3所示，超级电容脱盐单元30包括可与单价阴离子选择层16相配对的阳离子选择层22，其共同用来对流体进行脱盐。
在一些示例中，阴离子选择层21可指不仅单价离子可通过而且多价离子也可通过的阴离子选择层。阳离子选择性层22可指不仅单价离子可通过而且多价离子也可通过的阳离子选择层。在一定的应用中，相较于单价离子，离子选择层21、22对多价离子的通过性更高。在非限定示例中，阴离子选择层21和阳离子选择性层22均包括多价离子选择层。
在一些示例中，阴离子选择层21的材料可包括含有阳离子基团，比如季胺基(Quaternary Amine Group)的聚苯乙烯骨架结构的离子聚合物。阳离子选择性层22的材料可包括包括有阴离子基团，比如羧酸基(Carboxylic AcidGroup)的聚苯乙烯骨架结构的离子聚合物。其他可用于阴阳离子选择层21，22的适合的材料可在欧洲专利EP 0757586B1中找到，该专利内容可被引用来进行参考。
在图2所示的实施例中，在充电时，当输入流体18通过第一电极13和第二电极14之间时，输入流体18中至少一部分单价阳离子通过单价阳离子选择层17而在电极14上积聚。输入流体18中大部分的多价阴离子和一小部分的单价阴离子通过阴离子选择层21而在电极13上积聚。由于单价阳离子选择层17的存在，多价阳离子残留在输出流体19中。
相似地，在图3所示的实施例中，在充电时，输入流体18中至少一部分单价阴离子通过单价阴离子选择层16而在电极13上积聚。大部分多价阳离子和一小部分单价阳离子通过了阳离子选择性层22而在电极14上积聚。由于单价阴离子选择性层16的存在，多价阴离子残留在输出液体19中。
比如，在图2所示的实施例中，输入流体18包含有带电离子，该带电离子可包括但不限于硫酸根离子(SO4 2-)、钙离子(Ca2+)、钠离子(Na+)和氯离子(Cl-)。当该输入流体18通过超级电容脱盐单元20时，由于阴离子选择层21对多价阴离子具有较高的选择性，因此，大部分的硫酸根离子和小部分的氯离子通过负离子选择层21被吸附到电极13上。其间，由于单价阳离子选择层17的存在，至少一部分钠离子被吸附到电极14上。这样，在放电时，被吸附的硫酸根离子和钠离子从电极上释放到流体中，从而不产生溶解度较低的盐，如硫酸钙(CaSO4)的沉淀。钙离子和/或一部分氯离子则可留在输出流体19中。
相似地，在图3所示的实施例中，当输入流体18通过超级电容脱盐单元30时，阳离子选择层22对多价阳离子具有较高的选择性，因此大部分的钙离子和小部分的钠离子被从输入流体18中移除。其间，由于单价阴离子层16的存在，至少一部分氯离子也被移除。硫酸根离子和/或一部分钠离子则留在输出液体19中。这样，在图2到图3所示的实施例中，超级电容脱盐单元中的结垢问题可被减轻或避免。
在一些应用中，一个以上的超级电容单元可连续的设置，这样，来自一个超级电容脱盐单元的输出流体可被再引入到下一个超级电容脱盐单元中进行进一步的脱盐。在这样的架构中，超级电容脱盐单元可包括有相同或不同的架构。
图4到图9所示为本发明超级电容脱盐装置的复数个实施例的示意图。如图4所示，超级电容脱盐装置40包括超级电容脱盐堆叠装置31。超级电容脱盐堆叠装置31包括复数个并行设置并堆叠在一起的超级电容脱盐单元。在相邻的每一对堆叠的超级电容脱盐单元间设置有绝缘的隔网装置32。
图5到图7中所示的实施例与图4中所示的实施例相似。图4到图7中所示的实施例不同之处在于，在图5中，超级电容脱盐堆叠装置33包括复数个堆叠的超级电容脱盐单元20，其中，绝缘的隔网装置32设置在相邻的超级电容脱盐单元20间；在图6中，超级电容脱盐堆叠装置34包括复数个堆叠的超级电容脱盐单元30，其中，绝缘的隔网装置32设置在相邻的超级电容脱盐单元30间。
在图7中，超级电容脱盐堆叠装置35包括堆叠设置并在其间设置有绝缘的隔网装置32的一对超级电容脱盐单元10和一个超级电容脱盐单元20。图7所示的实施例仅是示意性的。在一些应用中，超级电容脱盐堆叠装置35可包括堆叠在一起的一个或多个超级电容脱盐单元10、一个或多个超级电容脱盐单元20及一个或多个超级电容脱盐单元30中的两种或多种。在一定的应用中，超级电容脱盐堆叠装置35可包括每一个都设置有阳离子选择层21和阴离子选择的层22的一个或多个超级电容脱盐单元及一个或多个超级电容脱盐单元10、一个或多个超级电容脱盐单元20和一个或多个SCD电池30中的一种或多种。例如，如图8所示，超级电容脱盐堆叠装置35包括一个超级电容脱盐单元10，其置于每一个都包括阳离子选择层21和阴离子选择性层22的两个超级电容脱盐单元间。
这样，图4到图8所示的实施例可基于不同的应用来对大量输入流体进行脱盐。在其他例子中，如图9所示，与图4到图8中所示的实施例相似，超级电容脱盐堆叠装置36包括第一和第二电极13、14、设置在相应电极13、14上的一对集流体11、12、设置于该对电极13，14间的一个或多个双极性电极37及复数个设置于每一对相邻一对电极间的隔网装置15。每一个双极性电极有一个阳极和一个阴极，其被一个离子防渗层所分离。复数个单价离子选择层16、17分别设置在第一电极13、第二电极14和/或一个或多个双极性电极36中的至少一个上的一侧或两侧。在一定的应用中，单价阴离子选择层16或者单价阳离子选择层17也可不设置。阴离子选择层21和/或阳离子选择层22可设置。此外，双极性电极也可设置在图4到图8所示的实施例中。
在一些示例中，双极性电极并不限于任何特定的双极性电极。在非限定性示例中，双极性电极的其他说明可在美国专利申请公开US2011/0024287中找到，其与本申请具有相同的受让人，其内容可引用进行参考。
在一些应用中，超级电容脱盐装置40可包括一个以上连续放置的超级电容脱盐堆叠装置。这样，来自一个超级电容脱盐堆叠装置(第一超级电容脱盐堆叠装置)的输出流体可被引入到下一个超级电容脱盐堆叠装置(第二超级电容脱盐堆叠装置)中进一步进行脱盐。在一些示例中，超级电容脱盐装置40可包括复数个相同的连续设置的超级电容脱盐堆叠装置。在其他示例中，超级电容脱盐装置40可包括复数个具有不同架构的连续设置的超级电容脱盐堆叠装置。例如，超级电容脱盐装置40可包括超级电容脱盐堆叠装置31、超级电容脱盐堆叠装置33、超级电容脱盐堆叠装置34、超级电容脱盐堆叠装置35和超级电容脱盐堆叠装置36中的两种或两种以上，其彼此连通。
在一个非限定示例中，如图10所示，超级电容脱盐装置40包括互相连通的超级电容脱盐堆叠装置34和33。这样，在充电时，当包含有包括但不限于硫酸根离子、钙离子、钠离子和氯离子等带电离子的输入流体18通过超级电容脱盐堆叠装置34(第一超级电容脱盐堆叠装置)时，大部分的钙离子、小部分的钠离子和至少一部分的氯离子被移除，从而输出流体19相比输入流体18具有较低浓度的钙离子、钠离子和氯离子。硫酸根离子留在输出流体19中。
随后，输出流体19被引入到超级电容脱盐堆叠装置33(第二超级电容脱盐堆叠装置)中，剩余的钠离子和硫酸根离子在相应的电极表面累积，从而被从输出流体19中移除而产生产品流体38。在一定的应用中，输出流体19可在进入超级电容脱盐堆叠装置33之前，可被再循环至超级电容脱盐堆叠装置34进行进一步的脱盐。产品流体38也可被再循环至超级电容脱盐堆叠装置33中进一步脱盐。
在放电时，当两个输入流体(未显示)分别被引入到超级电容脱盐堆叠装置34和33中时，来自超级电容脱盐堆叠装置34的第一输出流体可具有较高浓度的钙离子和氯离子；来自超级电容脱盐堆叠装置33的第二输出流体可具有较高浓度的硫酸根离子和钠离子。
这样，在本发明实施例中，超级电容脱盐装置40可用来对大量输入流体18进行脱盐处理且可选择性地移除多价和单价离子。与传统的超级电容脱盐装置相比较而言，本发明实施例的超级电容脱盐装置可消耗较少的能量，而且可减轻或避免难溶盐的沉积及/或结垢的形成。
虽然结合特定的实施例对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。
Claims (15)
1.一种超级电容脱盐单元，包括：
第一电极；
第二电极；
隔网装置，其设置于所述第一电极和第二电极间；及
单价离子选择层，其涂覆于所述第一电极和第二电极中的至少一个的表面或者分散于所述第一电极和第二电极中的至少一个的内部。
2.如权利要求1所述的超级电容脱盐单元，进一步包括与所述第一电极接触的第一集流体和与所述第二电极接触的第二集流体。
3.如权利要求1所述的超级电容脱盐单元，其中所述单价离子选择层包括单价阴离子选择层和单价阳离子选择层，所述单价阴离子选择层和所述单价阳离子选择层分别设置于所述第一和第二电极上进行配对。
4.如权利要求1所述的超级电容脱盐单元，其中所述单价离子选择层设置于所述第一和第二电极中的一个上，该超级电容脱盐单元进一步包括设置于所述第一和第二电极中的另一个上与所述单价离子选择层相配对的离子选择层。
5.如权利要求4所述的超级电容脱盐单元，其中离子选择层通过多价离子的优先级要高于单价离子。
6.一种超级电容脱盐装置，包括：
一个或一个以上的相互连通的超级电容脱盐堆叠装置，所述一个或一个以上的相互连通的超级电容脱盐堆叠装置中的至少一个包括复数个堆叠的超级电容脱盐单元及设置在相邻的所述超级电容脱盐单元间的绝缘隔离装置，其中所述超级电容脱盐单元中的至少一个包括：
第一电极；
第二电极；
隔网装置，其设置于所述第一电极和第二电极间；及
单价离子选择层，其涂覆于所述第一电极和第二电极中的至少一个的表面或者分散于所述第一电极和第二电极中的至少一个的内部。
7.如权利要求6所述的超级电容脱盐装置，其中所述超级电容脱盐单元中的至少一个进一步包括与所述第一电极接触的第一集流体和与所述第二电极接触的第二集流体。
8.如权利要求7所述的超级电容脱盐装置，其中所述单价离子选择层包括单价阴离子选择层和单价阳离子选择层，所述单价阴离子选择层和所述单价阳离子选择层分别设置于所述第一和第二电极上进行配对。
9.如权利要求7所述的超级电容脱盐装置，其中所述单价离子选择层设置于所述第一和第二电极中的一个上，该超级电容脱盐单元进一步包括设置于所述第一和第二电极中的另一个上与所述单价离子选择层相配对的离子选择层，该离子选择层通过多价离子的优先级要高于单价离子。
10.如权利要求6所述的超级电容脱盐装置，其中该超级电容脱盐装置包括一个以上的相互连通的超级电容脱盐堆叠装置，该一个以上的相互连通的超级电容脱盐堆叠装置中的至少一个包括：
第一电极；
第二电极；
双极性电极，其设置于所述第一和第二电极间；
单价离子选择层，其设置于所述第一电极、第二电极和双极性电极中的至少一个上；及
隔网装置，其设置于相邻的一对所述电极间。
11.一种超级电容脱盐装置，包括：
一个或一个以上的相互连通的超级电容脱盐堆叠装置，所述一个或一个以上的相互连通的超级电容脱盐堆叠装置中的至少一个包括：
第一电极；
第二电极；
双极性电极，其设置于所述第一电极和第二电极间；
单价离子选择层，其涂覆于所述第一电极、第二电极和双极性电极中的至少一个的表面或者分散于所述第一电极、第二电极和双极性电极中的至少一个的内部；及
隔网装置，其设置于相邻的一对所述电极间。
12.如权利要求11所述的超级电容脱盐装置，其中所述至少一个超级电容脱盐堆叠装置进一步包括包括与所述第一电极接触的第一集流体和与所述第二电极接触的第二集流体。
13.如权利要求12所述的超级电容脱盐装置，其中所述至少一个超级电容脱盐堆叠装置包括设置于所述第一电极、第二电极和双极性电极中的至少一个上的离子选择层从而与所述单价离子选择层相配对，该离子选择层通过多价离子的优先级要高于单价离子。
14.一种流体的脱盐方法，包括：
设置超级电容脱盐装置，其中该超级电容脱盐装置包括第一电极、第二电极、设置于所述第一电极和第二电极间的隔网装置及单价离子选择层，该单价离子选择层涂覆于所述第一电极和第二电极中的至少一个的表面或者分散于所述第一电极和第二电极中的至少一个的内部；及
输入流体通过所述脱盐装置进行脱盐。
15.如权利要求14所述的脱盐方法，进一步包括设置至少一个上的离子选择层于第一电极、第二电极和双极性电极中的至少一个上从而与所述单价离子选择层相配对，该离子选择层通过多价离子的优先级要高于单价离子。
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