Zentzu zabal batean, oxidazio elektrokimikoak elektrokimikaren prozesu osoa adierazten du, eta horrek elektrodoan gertatzen diren erreakzio elektrokimiko zuzenak edo zeharkakoak dakartza, oxidazio-erredukzio erreakzioen printzipioetan oinarrituta. Erreakzio hauek hondakin-uretatik kutsatzaileak murriztea edo kentzea dute helburu.
Zehazki definituta, oxidazio elektrokimikoak prozesu anodikoari egiten dio erreferentzia. Prozesu honetan, disoluzio edo esekidura organiko bat sartzen da zelula elektrolitiko batean, eta korronte zuzena aplikatuz, elektroiak erauzten dira anodoan, konposatu organikoen oxidazioa eraginez. Bestela, balentzia baxuko metalak balentzia handiko metal ioietan oxida daitezke anodoan, eta hauek konposatu organikoen oxidazioan parte hartzen dute. Normalean, konposatu organikoen barruko talde funtzional batzuek jarduera elektrokimikoa erakusten dute. Eremu elektriko baten eraginpean, talde funtzional horien egiturak aldaketak jasaten ditu, konposatu organikoen propietate kimikoak aldatuz, haien toxikotasuna murriztuz eta haien biodegradagarritasuna hobetuz.
Oxidazio elektrokimikoa bi motatan sailka daiteke: oxidazio zuzena eta oxidazio zeharkakoa. Oxidazio zuzenak (elektrolisi zuzena) hondakin-uretatik kutsatzaileak zuzenean kentzea dakar, elektrodoan oxidatuz. Prozesu honek prozesu anodikoak eta katodikoak barne hartzen ditu. Prozesu anodikoak anodoaren gainazalean kutsatzaileak oxidatzea dakar, substantzia toxiko gutxiago edo biodegradagarriagoak diren substantzia bihurtuz, horrela kutsatzaileak murriztuz edo ezabatuz. Prozesu katodikoak katodoaren gainazalean kutsatzaileak murriztea dakar eta batez ere hidrokarburo halogenatuak murrizteko eta kentzeko eta metal astunak berreskuratzeko erabiltzen da.
Prozesu katodikoa erredukzio elektrokimikoa bezala ere deitu daiteke. Elektroien transferentzia dakar Cr6+ eta Hg2+ bezalako metal astun ioiak oxidazio-egoera baxuagoetara murrizteko. Horrez gain, konposatu organiko kloratuak murriztu ditzake, substantzia gutxiago toxiko edo ez-toxiko bihurtuz, eta, azken finean, haien biodegradagarritasuna hobetuz:
R-Cl + H+ + e → RH + Cl-
Zeharkako oxidazioak (zeharkako elektrolisia) elektrokimikoki sortutako oxidatzaile edo erreduzitzaileen erabilera dakar erreaktibo edo katalizatzaile gisa, kutsatzaileak substantzia toxiko gutxiago bihurtzeko. Zeharkako elektrolisia prozesu itzulgarri eta itzulezinetan sailka daiteke. Prozesu itzulgarriek (oxidazio elektrokimikoa bitartekatua) erredox espezieen birsorkuntza eta birziklapena dakar prozesu elektrokimikoan zehar. Prozesu itzulezinek, berriz, erreakzio elektrokimiko itzulezinetatik sortutako substantziak erabiltzen dituzte, hala nola Cl2, kloratoak, hipokloritoak, H2O2 eta O3 bezalako oxidatzaile sendoak, konposatu organikoak oxidatzeko. Prozesu itzulezinek tarteko produktu oso oxidatiboak ere sor ditzakete, besteak beste, elektroi solbatuak, ·HO erradikalak, ·HO2 erradikalak (hidroperoxil erradikalak) eta ·O2- erradikalak (superoxido anioiak), zianuroa, fenolak, OQO (Oxigeno Eskari Kimikoa) eta S2- ioiak bezalako kutsatzaileak degradatzeko eta ezabatzeko erabil daitezkeenak, azkenean substantzia kaltegabeetan eraldatuz.
Zuzeneko oxidazio anodikoaren kasuan, erreaktiboen kontzentrazio baxuek gainazaleko erreakzio elektrokimikoa mugatu dezakete masa-transferentziaren mugengatik, eta muga hori ez dago zeharkako oxidazio-prozesuetan. Bai zuzeneko bai zeharkako oxidazio-prozesuetan, H2 edo O2 gasa sortzea dakartzan albo-erreakzioek gerta daitezke, baina albo-erreakzio horiek elektrodo-materialen hautaketaren eta potentzialaren kontrolaren bidez kontrola daitezke.
Oxidazio elektrokimikoa eraginkorra dela ikusi da kontzentrazio organiko handiko, konposizio konplexuetako, substantzia errefraktario ugariko eta kolore handiko hondakin-urak tratatzeko. Jarduera elektrokimikoa duten anodoak erabiliz, teknologia honek hidroxilo erradikal oso oxidatiboak sor ditzake eraginkortasunez. Prozesu honek kutsatzaile organiko iraunkorrak substantzia ez-toxiko eta biodegradagarrietan deskonposatzea eta karbono dioxidoa edo karbonatoak bezalako konposatuetan mineralizatzea dakar.
Argitaratze data: 2023ko irailaren 7a
