DIPARTIMENTO DI CHIMICA, MATERIALI E INGEGNERIA CHIMICA "GIULIO NATTA"

Deionizzazione capacitiva

Deionizzazione capacitiva

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Periodo

Deionizzazione capacitiva

Il Laboratorio di Ingegneria delle Superfici ed Elettrochimica Applicata “Roberto Piontelli” ha iniziato un progetto di ricerca sulla deionizzazione capacitiva per la potabilizzazione delle acque salmastre. Questa è una tecnica elettrochimica che permette di rimuovere specie ioniche da soluzioni acquose con minor consumo energetico e maggior recupero di acqua rispetto alle tecniche convenzionali. Il laboratorio di Ingegneria delle Superfici ed Elettrochimica Applicata “Roberto Piontelli” del Politecnico di Milano è il primo gruppo di ricerca in Italia e tra i pochi al mondo a studiare questa tecnologia e può vantare l’utilizzo di set-up elettrochimici sofisticati sviluppati mediante stampa 3-D e integrati con nanostrutture innovative a base di carbonio.  

Cos’è la deionizzazione capacitiva?

La deionizzazione capacitiva è una tecnica elettrochimica che permette di rimuovere specie ioniche cariche da soluzioni acquose. L’applicazione più importante di questa tecnica è la desalinizzazione di acque salmastre per renderle potabili. Questa tecnica si basa sul fenomeno di elettroadsorbimento ionico sulla superficie di due elettrodi elettricamente carichi, la cui superficie è normalmente costituita da materiali carboniosi ad elevata porosità. Gli anioni, ioni con cariche negative, sono rimossi dalle acque e temporaneamente immagazzinati in un elettrodo polarizzato positivamente. Allo stesso modo, i cationi (carichi positivamente) sono immagazzinati al catodo, che è l’elettrodo polarizzato negativamente. Nella deionizzazione capacitiva, i due elettrodi sono mantenuti polarizzati mentre l’acqua salmastra viene fatta fluire attraverso il  reattore. Gli ioni raccolti agli elettrodi vengono successivamente rilasciati in acque di scarico, aumentando la loro salinità, ed il ciclo può riprendere inserendo nuova acqua salmastra. Mediante l’ottimizzazione della geometria del reattore elettrochimico e degli elettrodi è possibile far fluire acqua salmastra senza interruzione e desalinare in modo continuo. Poiché da un punto di vista fondamentale questa tecnica consiste essenzialmente nella carica e scarica di una serie di capacitori elettrochimici, l’efficienza di processo è estremamente elevata.

Keywords

Electrochemical ProcessesElectrochemical Water TreatmentEnergy, Safety & Environment Materials Engineering & NanotechnologyApplied ElectrochemistryCarbon Nanomaterials