¿Cómo afecta el material del ánodo a la eficiencia electroquímica de la producción de ozono?

¿Cómo afecta el material del ánodo a la eficiencia electroquímica de la producción de ozono?

El ozono (O3) es uno de los oxidantes más fuertes utilizados para la desinfección, la esterilización, la oxidación verde de contaminantes, el tratamiento de agua y desechos, el blanqueo de la pulpa de madera y la síntesis química. La extensión de la aplicación se atribuye a las propiedades oxidantes del O3. El ozono proporciona oxidación verde, ya que la descomposición del ozono da lugar a productos respetuosos con el medio ambiente (O2). La producción electroquímica de ozono (EOP) ha sido muy atendida en la última década porque es más ventajosa que la tecnología clásica de descarga de corona (CCD). El método electroquímico puede generar una alta eficiencia de corriente y una alta concentración de ozono disuelto y no requiere alto voltaje.

La producción electroquímica de ozono se forma por la descomposición electrolítica del agua en el ánodo. La generación de ozono en procesos electroquímicos compite severamente con la evolución del O2. Termodinámicamente, la evolución del oxígeno se ve fuertemente favorecida frente a la producción de ozono.

Por lo tanto, la inhibición de la evolución de O2 es el primer requisito para una generación eficiente de O3 a una corriente razonable. Esto se puede lograr mediante una elección adecuada del material del electrodo o el uso de aditivos que inhiban parcialmente la reacción de evolución del oxígeno mediante el bloqueo de sus sitios activos. La estabilidad física y química de los electrodos es el segundo requisito, ya que la generación de O3 necesita un potencial anódico muy alto. Por lo tanto, los materiales para la generación electroquímica de ozono deben tener un alto sobrepotencial de evolución del oxígeno y también deben ser estables a una fuerte polarización anódica en el electrolito.

Se han estudiado varios ánodos para la producción electroquímica de ozono, como el platino, el diamante, el alfa y beta-PbO2, el Pd, el Au, el ánodo dimensionalmente estable (DSA), el carbono vítreo, el SnO2-Sb2O5 y el Ni-Sb-SnO2. Los electrodos de oro, DSA y carbono vítreo brindan eficiencias de corriente baja del <1%. platinum="" shows="" higher="" current="" efficiency="" from="" 6.5%="" to="" 35%="" but="" only="" at="" a="" very="" low="" temperature="" (−50="" °c)="" and="" at="" room="" temperature,="" the="" current="" efficiency="" fell="" to="" 0.5%.="" pbo2="" anodes="" can="" produce="" ozone="" at="" a="" current="" efficiency="" of="" 13%="" at="" room="" temperature,="" and="" for="" ni–sb–sno2="" composite,="" coat="" on="" titanium="" mesh="" shows="" higher="" current="" efficiency="" of="" ozone="" production="" (="">36.5%). La producción electroquímica de ozono también dependía de la cantidad de materiales de recubrimiento activos.