¿Por qué los ánodos dimensionalmente estables son el mejor material de electrodo para la desinfección del agua?

¿Por qué los ánodos dimensionalmente estables son el mejor material de electrodo para la desinfección del agua?

Si la desinfección electroquímica se aplica al agua potable, agua industrial, agua de mar u otra agua que contenga solutos, su efecto se basa principalmente en la producción electroquímica de hipoclorito y/o ácido hipocloroso a partir del contenido de cloruro del agua. Las concentraciones de ácido hipocloroso e hipoclorito generalmente se denominan "cloro libre" o "cloro activo".

Cuando hay una baja concentración de cloruro en el agua a tratar (como en el agua potable), la eficiencia actual del material del electrodo para la producción de cloro libre es crucial; debe ser lo más alto posible. Se han encontrado diferencias muy grandes en la eficiencia de la producción de cloro libre entre diferentes materiales de electrodos a bajas concentraciones de cloruro.

Un aspecto importante a la hora de elegir el material de electrodo adecuado es la vida útil del electrodo. Aunque se ha mejorado la vida útil del electrodo donde la polaridad del electrodo permanece constante, el cambio frecuente de polaridad entre el ánodo y el cátodo sigue siendo problemático en este sentido. Debido a la formación de depósitos calcáreos en el cátodo durante la electrólisis en agua que contiene iones de calcio y magnesio, es necesaria una inversión de polaridad para limpiar la superficie del cátodo de estos depósitos a intervalos regulares. El pH alcalino en las proximidades del cátodo conduce a la precipitación de carbonato de calcio (CaCO3) e hidróxido de magnesio (Mg(OH)2). Al invertir la polaridad, el cátodo anterior actúa como ánodo y se eliminan las incrustaciones debido al pH anódico ácido.

Pero la inversión de polaridad reduce la vida útil del electrodo. Esto es especialmente cierto para los electrodos de IrO2 o mixtos de IrO2/RuO2. La vida útil más corta de los electrodos probados se observó para los electrodos de titanio recubiertos de RuO2, seguidos de los electrodos recubiertos de IrO2. Los electrodos mixtos recubiertos de IrO2/RuO2 tuvieron la vida útil más larga en las condiciones experimentales. Todos estos materiales son claramente superados por los electrodos de titanio platinizados, que siguen funcionando aparentemente sin verse afectados después de casi ocho años.

Se puede ver que los materiales de los electrodos de tipo DSA superan claramente a los electrodos de diamante y Pt, que por lo tanto no son generalmente aplicables como ánodos para la desinfección del agua basada en la producción electroquímica de cloro libre.