Hacia una economía circular y baja en carbono

Reactor catalítico de alta eficiencia basado en grafeno y óxidos fotocatalíticos dopados para el tratamiento de contaminantes refractarios en aguas (FOTOGRAFENO)

En el proyecto FOTOGRAFENO, donde colaboran AIDIMME y AIJU,  se ha diseñado y fabricado un prototipo de reactor fotocatalítico modular, de tal forma que se pueda adaptar la capacidad de tratamiento (volumen de tratamiento) a las necesidades de tratamiento del efluente. Como fuente de emisión se han empleado tiras LED con una emisión de UV-A. Los LEDs son fuentes de emisión más eficientes (menor consumo) que los tubos de emisión tradicionales. Por otra parte, la irradiancia que se puede conseguir (W/m2) es mucho mayor que en el caso de las fuentes de emisión tradicionales, con lo que se pueden acelerar los procesos fotocatalíticos y las reacciones.

Como catalizador se ha empleado un fotocatalizador de ZnO modificado con óxido de grafeno reducido. La luz UV, al irradiar el fotocatalizador, consigue generar un par electrón/hueco. El electrón y el hueco son especies reactivas que generan especies oxidantes como el radical hidroxilo (OH•), que presenta un alto poder oxidante y consigue degradar la materia orgánica presente en disolución. Sin embargo, la recombinación del par electrón/hueco es un proceso muy rápido que hace que no se generen las especies oxidantes y por tanto la eficiencia del proceso fotocatalítico disminuye.

El papel del óxido de grafeno reducido es deslocalizar el electrón (conducirlo a otra zona de la superficie del óxido de grafeno reducido), de forma que no se puede recombinar con el hueco y por tanto la eficiencia del proceso fotocatalítico aumenta. El prototipo de reactor fotocatalítico desarrollado se ha empleado en la degradación de aguas contaminadas de varios sectores industriales: cartonaje, químicos, procesado de metales y tratamiento de aguas residuales.

En la fase demostrativa, la tarea de AIDIMME se ha centrado en el sector del tratamiento de aguas residuales y en concreto en el tratamiento de contaminantes emergentes como pesticidas y fármacos. Este tipo de contaminantes son difíciles de eliminar mediante los métodos tradicionales empleados en una EDAR. Se han realizado pruebas de degradación de pesticidas (como el diuron y clorpirifós) y de fármacos como la carbamazepina.

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