Planta de electrofiltración basada en electrodos cerámicos porosos de SnO2 para la eliminación de contaminantes emergentes

2022

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Pérez Herranz Valentín

En el este proyecto de prueba de concepto se propone la construcción de un prototipo de electrofiltración a escala de laboratorio, que utiliza ánodos cerámicos de SnO2 dopado con Sb para la eliminación de contaminantes emergentes. Se parte de los resultados obtenidos en el proyecto Ref: RTI2018-101341-B-C21, donde se demostró la viabilidad de estos materiales para la destrucción de contaminantes emergentes, y las mejoras de rendimiento que se obtenían cuando se forzaba el paso del electrolito a través de la estructura microporosa del electrodo. Los contaminantes refractarios y emergentes constituyen una amenaza creciente en las aguas, una amenaza para la cual las plantas de tratamiento de agua de hoy en día no están bien adaptadas. Los ánodos de SnO2 dopados con Sb son un tipo de electrodos considerados no activos que resultan eficaces en la electrooxidación de compuestos orgánicos presentes en las aguas residuales debido a su capacidad para generar radicales OH. Sin embargo, los electrodos basados en SnO2 obtenidos por métodos de deposición sobre una base metálica, generalmente titanio, presentan el inconveniente es su baja estabilidad cuando se emplean como ánodos. Por ello, su uso como electrodos masivos no es común. Por el contrario, los electrodos cerámicos están en su forma más estable, completamente oxidados y, por lo tanto, es poco probable que se oxiden más. Además, debido a su estructura porosa, presentan una gran superficie específica, proporcionando sitios activos para la adsorción y reacción de los contaminantes. El equipo de investigación solicitante del proyecto de prueba de concepto ha desarrollado electrodos cerámicos microporosos basados en SnO2 que se han aplicado recientemente en la eliminación de contaminantes orgánicos utilizando reactores electroquímicos convencionales de electrodos planos paralelos en configuraciones de celdas divididas y sin dividir. Desafortunadamente, con esta configuración de electrodos una gran parte del área activa del electrodo queda desaprovechada desde el punto de vista de las reacciones electroquímicas. Para aprovechar la elevada área activa de los electrodos cerámicos microporosos, el electrolito puede ser forzado a través de la estructura cerámica actuando como una membrana reactiva para filtrar los contaminantes, al tiempo que actúa como un electrodo en un proceso de electrofiltración. De este modo, el electrodo cumple una doble función, actuando como membrana de microfiltración y como ánodo simultáneamente. El objetivo de esta propuesta es desarrollar un prototipo de electrofiltración a escala de laboratorio con todos los componentes necesarios, que sea fácil de operar y transportar, y demostrar su aplicación en la eliminación de contaminantes emergentes con disoluciones sintéticas y reales.