¿Por qué el ánodo BDD no se usa ampliamente en el tratamiento electroquímico de aguas residuales?

¿Por qué el ánodo BDD no se usa ampliamente en el tratamiento electroquímico de aguas residuales?

El diamante dopado con boro (BDD) es un material novedoso con características distintivas. Se descubrió que el BDD era superior en la oxidación anódica de compuestos orgánicos que muchos otros materiales anódicos. Por ejemplo, en un estudio que comparó la capacidad de los ánodos de BDD y SnO2 para oxidar varios tintes, la eficiencia actual en BDD fue generalmente 2-3 veces mayor que la obtenida en SnO2.

La alta capacidad de oxidación se asoció con un alto potencial de evolución del oxígeno. En el BDD, la evolución del oxígeno apareció a 2,7 V, en comparación con los 1,9 V obtenidos en el ánodo de SnO2. Además, se encontró que el BDD es muy estable. Podía sostener casi 200 horas a una corriente de 100 mA/cm2 sin un aumento significativo del potencial, que era superior al ánodo basado en SnO2 bajo la misma carga de densidad de corriente. Un estudio muy reciente informó que el BDD depositado en Ti superó las 500 horas de funcionamiento en un ambiente muy ácido.

Para explicar la alta eficiencia hacia la oxidación anódica de compuestos orgánicos por BDD, recientemente se realizó un estudio sistemático para comparar BDD, PbO2 y SnO2. Los autores afirmaron que la oxidación por PbO2 probablemente tuvo lugar en la superficie del electrodo, mientras que la de BDD tuvo lugar en la mayor parte. Llegaron a la conclusión de que los radicales hidroxilo se desprendían esencialmente de la superficie del BDD y se difundían al electrolito a granel como radicales libres. Teniendo en cuenta que estos radicales libres tenían solo unos pocos nanosegundos de vida en el agua, probablemente existirían dentro de la capa de difusión. La liberación y el transporte del radical OH∙ es probablemente el factor determinante para la eficiencia de oxidación de los electrodos BDD.

A pesar del rendimiento superior de la película de diamante dopada con boro, existen una serie de dificultades que impiden el uso generalizado de BDD. Es difícil encontrar un material de soporte adecuado. Convencionalmente se prepara sobre silicona dopada. El silicio es frágil y no tan conductor como los metales. El BDD comercial también está disponible en forma de películas delgadas sobre metales de válvulas, incluidos el niobio y el tantalio, pero estos metales son inevitablemente caros. El titanio es el material más deseado como soporte para ánodos industriales, pero la película BDD no se adhirió bien al titanio.