[ca] L'electrodiàlisi amb membranes bipolars (BPED, de les seves sigles en anglès) és un procés que permet separar substàncies iòniques amb un gradient de potencial elèctric com a força impulsora. Aquesta tècnica conté membranes de bescanvi iònic que permeten el pas d'espècies carregades, el transport de les quals es veu accelerat per una diferència de potencial. A més a més, la BPED incorpora membranes bipolars, que estan constituïdes per dues membranes acoblades de bescanvi iònic (catiòniques i aniòniques) i que permeten la generació d'àcids i bases a partir de salmorres. A causa de la diferència de potencial, la dissociació de l'aigua en la membrana bipolar es veu accelerada (efecte Wien). Actualment, la BPED és una de les tecnologies més empleades a l'hora de valoritzar salmorres per produir àcids i bases, però encara no hi ha models matemàtics que permetin predir el seu comportament. Aquest projecte té com a objectiu desenvolupar un model de simulació pels fenòmens de transport associats a la BPED, a partir de les equacions de Nernst-Plank i Navier-Stokes i considerant la conservació de càrrega a partir de la condició d'electroneutralitat o Poisson. A més a més, l'efecte de la dissociació de l'aigua es tindrà en compte considerant l'efecte Wien. La simulació d'aquest procés permet estudiar la sensibilitat dels paràmetres i nivells d'operació i característiques de les membranes (com el voltatge aplicat, la concentració de càrrega de membrana, etc.), les seves influències sobre el sistema i avaluar quines condicions d'operació permeten una major generació d'àcids i bases. Per a la realització d'aquest projecte s'emprarà un programari comercial d'elements finits, COMSOL Multiphysics i posteriorment es validaran experimentalment els resultats.

[en] Bipolar membrane electrodialysis (BPED) is a process that separates ionic substances with an electrical potential gradient as a driving force. This technique contains ion exchange membranes that allow the passage of charged species, whose transport is accelerated by a potential difference. In addition, BPED incorporates bipolar membranes, which consist of two coupled ion exchange membranes (cationic and anionic) and allow the generation of acids and bases from brine. Due to the potential difference, the dissociation of water in the bipolar membrane is accelerated (Wien effect). Currently, BPED is one of the most widely used technologies to valorise brines to produce acids and bases, but there are still no mathematical models to predict its behaviour. This project aims to develop a simulation model for the transport phenomena associated with BPED, based on the Nernst-Plank and Navier-Stokes equations and considering the conservation of charge based on the electroneutrality or Poisson condition. In addition, the effect of water dissociation will be taken into account by considering the Wien effect. The simulation of this process allows to study the sensitivity of the parameters and operating levels and characteristics of the membranes (such as applied voltage, membrane charge concentration, etc.), their influences on the system and to assess which operating conditions allow a higher generation of acids and bases. A commercial finite element software, COMSOL Multiphysics, will be used to carry out this project and the results will be validated experimentally.