Co-production of peroxocarbonates and hydrogen peroxide: Towards process integration in the electrochemical production of oxidants

Autor(es)

Marin, Beatriz T. ; Santos, Gessica O. S. ; Saez, Cristina ; Lanza, Marcos R. V. ; Rodrigo, Manuel A.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: JOURNAL OF WATER PROCESS ENGINEERING; v. 68, p. 9-pg., 2024-12-01.

Resumo

The simultaneous formation of peroxocarbonate and hydrogen peroxide in the same electrochemical reactor and using the same electric current was studied. To achieve this, a 3-D resin-printed electrolyzer was specially designed to induce a highly turbulent flow pattern and ensure efficient gas release. A PEM membrane separated the electrode compartments. In the cathodic compartment, a gas diffusion electrode was used to generate H2O2 while in the anodic compartment, a boron doped diamond anode was used to produce C2O62- . Sodium carbonate served as the salt and reactant in the electrolyte feed. The optimal production conditions for both oxidants were studied by varying the salt concentration in the electrolytes and the applied current density. Results indicated that the changes in the electrolyte salt concentration had negligible effect on H2O2 production, while higher Na2CO3 concentrations positively influenced C2O6 2-generation. The best performance in terms of current efficiency and energy consumption occurred at a current density of 6.25 mA cm- 2 with 97 % coulombic efficiency and 8.83 kWh kg- 1 for H2O2 and 37.2 % coulombic efficiency and 6.08 kWh kg- 1 for C2O62- . Additional tests were also carried out to comprehend scaling-up effects (scaling factor 4.7) and the influence of operation modes (from batch to continuous). (AU)

• Processo FAPESP: 20/02743-4 - Filmes de Fe/RuO2-TiO2 suportados em feltro de carbono para degradação do norfloxacino por processo eletro-fenton heterogêneo
• Beneficiário: Géssica de Oliveira Santiago Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 22/15491-9 - Aplicação de eletrodo de difusão gasosa suportado em tecido de carbono para a co-geração de radicais oxidantes em um reator eletroquímico para degradação de antibióticos
• Beneficiário: Beatriz Tavoloni Marin
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 21/06129-1 - Aplicação de eletrodos de difusão gasosa suportado em tecido de carbono para tratamento de efluente contaminado com antibiótico
• Beneficiário: Beatriz Tavoloni Marin
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 17/10118-0 - Estudo e aplicação da tecnologia eletroquímica para a análise e a degradação de interferentes endócrinos: materiais, sensores, processos e divulgação científica
• Beneficiário: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 22/03386-6 - Tratamento de COVs por processo combinado de absorção com eletro-Fenton heterogêneo usando cátodos modificados com ferro
• Beneficiário: Géssica de Oliveira Santiago Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado