Aproximación numérica para la determinación de los parámetros en la etapa de absorción de un proceso de adsorción iónica basado en la tecnología de deionización capacitiva

Abstract

Los modelos son una herramienta importante con los que se pueden contrastar los datos obtenidos en laboratorio. En el caso de las celdas de deionización capacitiva, que debido a la morfología irregular de los electrodos resulta ser complejo modelar los fenómenos que se dan en el tratamiento de soluciones iónicas, que en este proceso migran los iones de la solución hacia el interior de la masa activa, que es el material que recubre la superficie de los electrodos. En este trabajo, teniendo como base parámetros macroscópicos como la concentración inicial, el tiempo el flujo de solución, la concentración mínima y la masa activa se propone un modelo que pueda contribuir con el cálculo de otros parámetros microscópicos, que se tienen como referencia comparativa para las celdas de deionización capacitiva como son la capacidad de absorción de sal (SAC) y la tasa de absorción de sal (ASAR), Esto se comprueba con resultados experimentales obtenidos en nuestro laboratorio.

Mathematical models are an important tool necessary for comparing data obtained in the laboratory. In the case of capacitive deionization, it is complex to model due to the morphology of the electrode, active mass, and other kinds of phenomena that occur in water treatment, produced by polarized ions dissolved in solution, due the action of electrical field induced by electrodes, such as electro-absorption, electro-capillary, solvation, among others. In this work, using macroscopic parameters such as initial concentration, time, solution flux rate, minimum ion concentration, and the electrode active mass, a mathematical model is proposed. The aim is to contribute to the calculation of the area under the concentration curve, a characteristic curve of the electrochemical cell performed by the capacitive deionization process. This area is utilized in the calculation of salt absorption capacity (SAC) and average salt absorption rate (ASAR), parameters used for comparison with other electrochemical devices.