Electrodialysis (ED) is an electro-driven desalination technology that relies on the selective transport of ions through ion exchange membranes. Though several approaches have been developed to model and evaluate the performance of ED, mechanistic ion-transport models, which rigorously solve the fundamental Nernst-Planck equation, remain some of the most reliable and utilized. However, complexity of the involved transport phenomena prevents analytical solutions of such models, and numerical solutions can be prohibitively intensive. Here, we use an equivalent circuit analogue to derive a simple correlation equation that predicts the energetic performance of ED for brackish water desalination. Specifically, our correlation equation predicts the specific energy consumption of ED for a given productivity, set of desalination parameters (i.e., feed salinity, salt removal, water recovery), and system properties. The correlation equation demonstrates robustness in predicting the specific energy consumption across a wide range of operational parameters, showing excellent agreement with a Nernst-Planck ion-transport model and literature-reported experimental data. Furthermore, we use the developed correlation equation to show the dependence of the specific energy consumption on the productivity, highlighting the tradeoff between the thermodynamic energy efficiency and desalination rate of the ED process. Overall, our developed correlation equation provides a convenient alternative to computationally intensive mechanistic models for performance analysis of the ED process.

电渗析（ED）是一种电驱动的脱盐技术，它依赖于离子通过离子交换膜的选择性转运。尽管已经开发了几种方法来对ED的性能进行建模和评估，但是严格解决基本的Nernst-Planck方程的机械离子传输模型仍然是最可靠和最有用的方法。然而，所涉及的运输现象的复杂性阻止了这种模型的解析解，并且数值解可能过于密集。在这里，我们使用等效电路模拟来推导一个简单的相关方程，该方程可预测ED对微咸水淡化的能量性能。具体而言，我们的相关方程可预测给定生产率，淡化参数集（即，饲料盐度，除盐，水回收）和系统特性。相关方程式证明了在广泛的运行参数范围内预测比能耗的鲁棒性，与Nernst-Planck离子迁移模型和文献报道的实验数据非常吻合。此外，我们使用发达的相关方程来显示单位能耗对生产率的依赖性，强调了热力学能效与ED工艺脱盐率之间的权衡。总体而言，我们开发的相关方程可为计算密集型机械模型提供方便的替代方法，以进行ED过程的性能分析。相关方程式证明了在广泛的运行参数范围内预测比能耗的鲁棒性，与Nernst-Planck离子迁移模型和文献报道的实验数据非常吻合。此外，我们使用发达的相关方程式来显示比能耗对生产率的依赖性，强调了热力学能效与ED工艺脱盐率之间的权衡。总体而言，我们开发的相关方程可为计算密集型机械模型提供方便的替代方法，以进行ED过程的性能分析。相关方程式证明了在广泛的运行参数范围内预测比能耗的鲁棒性，与Nernst-Planck离子迁移模型和文献报道的实验数据非常吻合。此外，我们使用发达的相关方程式来显示比能耗对生产率的依赖性，强调了热力学能效与ED工艺脱盐率之间的权衡。总体而言，我们开发的相关方程可为计算密集型机械模型提供方便的替代方法，以进行ED过程的性能分析。此外，我们使用发达的相关方程来显示单位能耗对生产率的依赖性，强调了热力学能效与ED工艺脱盐率之间的权衡。总体而言，我们开发的相关方程可为计算密集型机械模型提供方便的替代方法，以进行ED过程的性能分析。此外，我们使用发达的相关方程来显示单位能耗对生产率的依赖性，强调了热力学能效与ED工艺脱盐率之间的权衡。总体而言，我们开发的相关方程可为计算密集型机械模型提供方便的替代方法，以进行ED过程的性能分析。