¿Cuál es el mejor material de electrodo para la producción de ozono?
¿Cuál es el mejor material de electrodo para la producción de ozono?
La electrólisis fue el primer método de producción de ozono, pero para la mayoría de las aplicaciones, el ozono ahora se produce por descarga de corona. Mediante el uso de ánodos con una alta sobretensión de oxígeno, una alta densidad de corriente y una baja temperatura del agua, es posible producir ozono directamente del agua de acuerdo con la ecuación:
3H2O → O3 + 6e– + 6H+
Las desventajas de la producción electrolítica incluyen una eficiencia de corriente demasiado baja, sistemas de producción complicados, materiales de electrodos inestables (como ánodos de óxido de plomo (PbO2)) y/o electrolitos difíciles de manejar. La producción electrolítica puede volverse más atractiva utilizando un nuevo conjunto de electrodos simple de una configuración de "sándwich": sándwich de ánodo de diamante/electrolito de polímero sólido (SPE)/cátodo.
Mediante el uso de un sándwich de diamante-SPE o un dispositivo similar en agua desionizada, se puede producir ozono con una alta eficiencia de corriente (hasta un 47%). Estos dispositivos se pueden insertar fácilmente en tuberías o depósitos de agua para producir la cantidad requerida de ozono directamente del agua a tratar. La membrana de intercambio iónico Nafion® puede emplearse como material SPE.
Si el ánodo de diamante dopado se sustituye por un ánodo recubierto de Pt o IrO2, se mide una tasa de producción de ozono mucho menor. Por otro lado, si se utiliza Pt como material del cátodo, se puede reducir la sobretensión para la producción de hidrógeno, minimizando el voltaje de la celda. Para la desinfección electroquímica de agua ultrapura u otras aguas con muy baja conductividad (como el agua de lluvia), la producción electroquímica de ozono con electrodos sándwich de diamante-SPE es el método de elección.