Diseño de matrices de electrodos Cu-Ni por impresión 3-D

MARÍA D. L. A. CANGIANO ; MARCELO R. ESQUIVEL ; FRANCO CORNACCHIULO; AGUSTÍN AVALOS

Congreso; Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales. SAM-CONAMET 2018; 2018

Centro Atómico Bariloche (CNEA) y del Instituto Balseiro (CNEA / UNCuyo)

La captura y remoción de Sr 2+ de soluciones acuosas es una problemática ambiental aún pendiente en relación al 90Sr. El enfoque actual está orientado a la captura y remoción del catión utilizando desde zeolitas hasta nanotubos de titanatos dispuestos en dispositivos estacionarios. En este trabajo, se utiliza una estrategia diferente que incluye el diseño de un móvil conteniendo electrodos nanoestructurados de Cu-Ni para captura in situ del catión. Los electrodos fueron diseñados a partir de matrices fabricadas por moldeado por deposición fundida (MDF), una técnica de impresión 3-D. Los ánodos fueron conformados por prensado de baja presión (5 kg/cm2) y posterior tratamiento térmico en Ar a 700 °C por 5 h. La performance de los electrodos fue verificada en una solución patrón de Sr(NO3)2 (Puratronic, 99.99% pureza) de composición 0.1 M conectada a una fuente (Amprell PPS 1322) . Las reacciones de electrodo fueron evaluada en solución patrón mediante seguimiento por un dispositivo multiparamétrico (T, conductividad, pH). Los electrodos luego de operación fueron analizados por XRD (PANalytical Empyrean) y por SEM (FEI, Inspect S50). En base a la evolución observada durante la operación del electrodo, el análisis in situ del fluido (pH , conductividad) y la composición elemental del residuo y de los electrodos, se propone la reacción anódica:4(0H)-→ 4e- + 2H2O(l) + O2(g) (1)Esta hemi-reacción es generada a partir de (OH)-, un co-producto de una de las reacciones catódicas que acompaña la reducción de Sr 2+ en el cátodo, lo que sugiere, que la reacción anódica está limitada por la formación de este co-producto. Las hemirreacciones cátódicas propuestas son: Sr2+(ac) + 2e- → Sr0 (2)2H2O + 2e- → H2(g) + 2(OH)- (3)Los resultados hallados indican que es posible llevar a cabo la captura y remoción de Sr2+ de soluciones acuosas con este método propuesto.