Institut Català de Recerca de l'Aigua Recerca i Innovació per a l'ús sostenible de l'aigua

ELECTRON4WATER

01/05/2017 - 30/06/2023

Three-dimensional nanoelectrochemical systems based on low-cost reduced graphene oxide: the next generation of water treatment systems

L’entrada cada vegada més gran d’agents químics tòxics està deteriorant ràpidament la salut dels nostres ecosistemes i, sobretot, posant en perill la salut humana. Superar el repte de la contaminació de l’aigua requereix noves tecnologies de tractament d’aigua que siguin sostenibles, robustes i eficients energèticament. ELECTRON4WATER proposa una tecnologia pionera de purificació de l’aigua sense productes químics: un sistema nanoelectroquímic tridimensional (3D) equipat amb els elèctrodes de grafè reduït (RGO) de baix cost.La recerca existent sobre els elèctrodes basats en grafè s’ha centrat en aplicacions de supercondensadors i en la síntesi de grafè superconductor sense defectes. En canvi, en aquest projecte utilitzarem l’estructura defectuosa del RGO per induir la producció d’espècies reactives d’oxigen i millorar la degradació electrocatalítica de contaminants. Investigarem les reaccions d’electròlisi en un material recobert de RGO polaritzat electroquímicament en 3D, que ofereix una alta activitat catalítica i una àrea superficial gran disponible per a l’electròlisi. Es espera que aquest enfocament innovador en el disseny del reactor electroquímic millori considerablement l’eficiència actual i aconsegueixi l’eliminació completa de contaminants persistents i patògens de l’aigua sense utilitzar cap producte químic, simplement aplicant la corrent. A més, la alta capacitació del material basat en RGO pot permetre un estalvi energètic més gran i permetre l’ús de fonts d’energia intermitents com ara els panells fotovoltaics. Aquestes característiques fan que els sistemes nanoelectroquímics en 3D siguin particularment interessants per a aplicacions distribuïdes a petita escala.Aquest projecte té com a objectius: i) dissenyar el material òptim basat en RGO per a objectius de tractament específics, ii) comprendre el mecanisme de (electro)catalització i (electro)sorció de contaminants persistents en RGO i RGO polaritzat electroquímicament, iii) comprendre el paper de la matriu inorgànica i orgànica i reconèixer les possibles limitacions del procés, i iv) desenvolupar solucions adaptades i adaptables per al tractament de l’aigua contaminada. Què fem El nostre grup de recerca està dedicat al desenvolupament i a l’optimització de sistemes (nano)electroquímics per al tractament de l’aigua i d’aigües residuals. Ens interessen especialment aquells contaminants que són refractaris o difícils de eliminar mitjançant altres tecnologies de tractament convencionals i avançades. Per exemple, els processos electroquímics són capaços de desfluorar i degradar completament alguns dels contaminants..

ENTITAT FINANÇADORA

COORDINADOR

COLABORADORS

INVESTIGADORS

Radjenovic, Jelena, Duinslaeger, Nick, Ormeño Cano, Natalia, Cuervo Lumbaque, Elisabeth, Segués Codina, Anna

INVESTIGADOR PRINCIPAL

Radjenovic, Jelena

IMPORT ICRA

1493733,13.-€