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Design and development of electrochemical processes and reactors

La Ingeniería Electroquímica es la rama de la ingeniería encargada del diseño, caracterización y funcionamiento de los reactores y procesos químicos.

Debe tenerse en cuenta que el Reactor Electroquímico es un componente clave en un proceso electroquímico y, por tanto, debe prestarse una especial atención a su diseño. En vista de las numerosas aplicaciones de la electroquímica –las cuales abarcan desde baterías y pilas de combustible hasta procesos de síntesis y tratamiento medioambiental-, es posible un amplio rango de diseños de reactores electroquímicos.

El diseño de un reactor electroquímico debe ajustarse para cada proceso electroquímico específico, y está influenciado por factores como la geometría y separación de los electrodos, conexión eléctrica monopolar o bipolar, necesidad de trabajar con separación de compartimentos y el modo de operación. Así, unas consideraciones generales para ajustar el reactor electroquímico a utilizar en una aplicación específica serían:

• Conseguir una distribución de densidad de corriente y potencial uniformes aumenta la eficiencia en corriente y energética, así como minimiza reacciones paralelas.
• Altos valores de area activa de electrodo por unidad de volumen de reactor aumentan la converesión.
• Un pequeño valor de voltaje de célula es esencial para trabajar con un bajo consumo energético. Por tanto, es importante utilizar una pequeña separación electródica y, cuando sea posible, evitar la división de compartimentos.
• Simplicidad de instalación, automatización y mantenimiento.
• Buena disponibilidad y tiempo de vida de los componentes del reactor, principalmente los electrodos y membranas separadoras.
• Otras consideraciones incluirían los costes de implantación y funcionamiento.

Es importante indicar que, aunque el reactor electroquímico es el elemento clave de un proceso electroquímico, es solo un elemento dentro de un proceso global. Este último incluye por ejemplo, otras consideraciones relativas al bombeo, medida de caudal y pH y, a menudo, otras operaciones químicas como la filtración, adición de reactivos químicos, ajuste de pH y conductividad, etc.

Nuestro grupo tiene experiencia y el "know how" necesario para el estudio de todos los aspectos relacionadas con el diseño y caracterización de un reactor electroquímico: aspectos hidrodinámicos, energéticos y de distribución de corriente, especialmente en la geometría de reactor filtro-prensa pero también en reactores electroquímicos basados en tanques y en geometrías cilíndrico concéntricas.

 

LEQA - group of applied Electrochemistry and Electrocatalysis


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