WO2012155285A1 - Electrodo de carbón proveniente de desechos de alta actividad electrocatalítica. método de obtención y aplicación - Google Patents

Electrodo de carbón proveniente de desechos de alta actividad electrocatalítica. método de obtención y aplicación Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a process for obtaining a carbon electrode from acidic battery waste (CB) with very high electrocatalytic activity, which can be used as a cathode or anode for various applications such as electrochemical, electroplating, electrolytic refining, etc.
  • CB acidic battery waste
  • One of its most interesting applications is in the field of sensor electrodes.
  • the electrode obtained by this procedure is an electrode whose activity is similar to that of the platinum electrodes used in electrochemistry. It is an electrode that catalyzes very diverse reactions of oxidation and reduction to potentials lower than the electrodes of vitreous carbon (GC) or pyrolytic graphite and that resembles in its results what is obtained using platinum. Like any carbon electrode, it is polishable and its surface is renewable, and it can also be cut to size it.
  • GC vitreous carbon
  • pyrolytic graphite pyrolytic graphite
  • Acid batteries have a large percentage of carbon within their components. These components can have several uses and there have been attempts to give a specific use to the disposable batteries that have already fulfilled their useful life.
  • there are numerous processes of recycling batteries For example, in document EP 0274059 of July 27, 1988, entitled “process to recycle electric batteries, assembled printed circuit boards and electronic components” a process for recycling electric batteries, mixing high power batteries for equipment of different composition Chemistry, and also of printed circuit boards and electronic components, a mixture pyrolysis. This is carried out at a temperature between 450 and 650. Then an electrolysis of the pyrolysis residue is performed and subsequently a separation of the electrolysis products and the removal of the products accumulated in the electrodes is performed. In this process that is economically beneficial, non-polluting waste from the environment is generated and an initial selection of material is not necessary.
  • WO 2005/101564 dated October 27, 2005 entitled “recycling procedure of a mixture of lithium-based anode batteries and batteries” refers to a hydrometallurgical treatment process of the batteries and batteries that it comprises at least one lithium-based anode, a salt dissolved in an electrolyte and a cathode comprising at least one metal and a combination of metals chosen from cobalt, nickel, manganese and iron, in order to recover usable fractions, a process characterized in that it comprises a dry crushing at room temperature in an inert atmosphere, a treatment by at least one magnetic separation and a densiometric table followed by an aqueous hydrolysis, with the aim of recovering at least the lithium in the form of carbonate or of lithiophosphate, an anion of said electrolyte salt and a concentrate based on at least one metal of said cathode.
  • the present invention aims to obtain a carbon electrode from acidic battery waste (CB) with very high electrocatalytic activity and which can be used as a cathode or anode for various applications such as electrochemistry, electroplating, electrolytic refining , among others, being one of their preferred applications, in the field of sensor electrodes.
  • CB acidic battery waste
  • the carbonaceous bodies are produced from a mass of petroleum coke, anthracite, carbon black, graphite or the like added as a binder, such as tar or fish. In the firing of shaped bodies of this type the binder is coked so that desired mechanical and electrical characteristics are obtained.
  • WO 2004/020365 dated March 1, 2004, entitled “carbon electrode preparation process” describes a process for the preparation of carbon electrodes. This process comprises the steps of: (a) the combination of a filler material, a pitch binder and carbon fibers derived from mesophase pitch or PAN.
  • These fibers have an average length between 4.23 mm and 82.55 mm (1/6 inch and 3.25 inches, respectively) to form a base electrode mixture (in English, electrodestock), in which the fibers of Carbon are preferably present at a level of 0.5 to 10 parts by weight of the carbon fibers per 100 parts by weight of the filler material; (b) extrusion of the base electrode mixture to form green electrodes (in English, green electrodestock); (c) cooking the green electrodes to form a base mixture for carbonized electrodes; and (d) the graphitization of the carbonized electrode base mix by keeping the carbonized electrode base mixture at a temperature of at least 2,500 ° C in order to form an electrode; and (e) the selection of the amount of carbon fiber in relation to the filler material in order to obtain a control of the longitudinal thermal expansion coefficient (CET) of the electrode.
  • CET longitudinal thermal expansion coefficient
  • Document ES 0165308 dated April 16, 1944, entitled “Procedure for obtaining carbon electrodes” discloses a procedure for obtaining carbon electrodes and the corresponding mass of electrodes based on fillers containing carbon and of usual binders, which includes adding binders, especially soft pitch, hydrochloric acid and / or chlorides that unfold hydrochloric acid when reacted with the binder, to achieve improvements in the quality of raw briquettes and electrode quality annealing. This reduces the number of cracks and increases the range of working temperatures.
  • the binders can be mixed with the chlorine-containing additions, then added to the carbon-containing fillers, or the fillers and binders can be mixed first, in the usual manner, then preferably added later to intermingle intensely, the additions with chlorine content.
  • None of the documents of the prior art discloses a procedure for obtaining carbon electrodes, using carbon from waste from acidic batteries (CB) with very high electrocatalytic activity as raw material.
  • the present invention aims to give appropriate use to the carbon contained in batteries and batteries, for the manufacture of carbon electrodes, which can be used as a cathode or anode for various applications such as electrochemistry, electroplating, electrolytic refining, being one of its most interesting applications in the field of sensor electrodes.
  • the present invention proposes a procedure that consists of extracting the carbon from the battery and then removing its coating, where subsequently, it must be boiled in distilled water and washed with boiling water, and then, with detergent until no residue is obtained .
  • the process also includes sonicating in distilled water and subjecting the electrode to washing with petroleum ether or other highly non-polar solvent. Sonicate and wash with organic solvents of less than greater polarity until reaching clean water, and then boil the electrode in a solution containing a strong oxidant and acidic pH. These washing and sonicating steps if necessary, can be repeated.
  • the process comprises polishing in a conventional manner for use. If desired, it can be inserted in Teflon or PVC to insulate part of the surface.
  • the electrical connection can be made by making an internal thread to the carbon.
  • Figure 1 shows a scheme for treating new or used acid battery coals.
  • Figure 2 shows an electrode prepared and insulated with Teflon tape.
  • Figure 3 shows the electrocatalytic response of the proposed electrode (CB) compared to a commercial electrode (GC) against bisulfite oxidation. This measurement was carried out at pH 4, with a sulphite concentration of 140 ppm (measured as S02) in a mixture of ethanol: 12% water v / v at 5 mVs-1.
  • Figure 4 shows the ability of the electrode to discriminate in the signal. As the electrocatalytic activity of the CB is extremely high, in the same range of potential it manages to oxidize independently the sulfite species and the bisulfite species that coexist in solution.
  • Figure 5 shows the stability of the electrode response.
  • Figure 6 shows the ability of the CB electrode to act as an amperometric sensor.
  • Figure 8 shows an X-ray powder diffractogram
  • Figure 9 shows an IR spectroscopy of the sample.
  • Figure 10 shows a Raman spectroscopy of the sample.
  • the present invention relates to a process for extracting the carbon used in acidic batteries and subjecting it to chemical and physical processes to convert it into an electrode material of very high electrocatalytic activity.
  • the objective is to obtain a carbon electrode, with mostly sp2 carbons, very few functional groups of the type carbonyl, carboxyl, alcohol, or others detectable by IR (infra-red absorption spectroscopy); metals such as Fe, Cu and others in trace concentration, amorphous state, according to the data obtained by IR spectroscopy, by elemental analysis and by X-ray diffraction spectroscopy.
  • IR infra-red absorption spectroscopy
  • metals such as Fe, Cu and others in trace concentration, amorphous state
  • the clean surface using plush or sandpaper allows its use as an electrocatalyst with activity similar to that of carbon nanotubes. If it is polished with alumina and plush, its behavior is similar to vitreous carbon.
  • This electrode can be cut with a glass emery and a sandpaper surface exactly equal to the initial one is obtained. That is, the composition is homogeneous throughout the system.
  • the electrode is fragile to shock and may break. However, it is also feasible to pierce it to make a wire to connect it to an electrical connector. On the other hand, contact can also be made with a metal clamp or a carefully wound wire around it.
  • the first step consists of removing the carbon from the battery and then removing its coating. Then it must be boiled in distilled water for 5 to 30 minutes. Wash the electrode with preferably neutral detergent. Sand and wash with boiling water and then with detergent until no residue is obtained. Then sonicate between 5 to 30 minutes in distilled water. Subject the electrode to washing with petroleum ether or another highly apolar solvent. Sonicate and wash with organic solvents from lower to higher polarity until reaching clean water. Boil the electrode in a solution containing a strong oxidant and acidic pH for 5 minutes to an hour. Repeat the washing and sonicating procedure if necessary. Polish so Conventional for use. If desired, it can be inserted in Teflon or PVC to insulate part of the surface. The electrical connection can be made by making an internal thread to the carbon.
  • FIG 2B you can see a ready electrode, after its preparation, and isolated at its end by Teflon tape.
  • Figure 2A two commercial electrodes are shown, one that is lined in Teflon, and the other in plastic. Both of vitreous coal.
  • the difference in electroactivity is observed in the (potential) wavelength of oxidation in both cases. This difference accounts for the decrease in the "expenditure" on energy that means using the CB electrode instead of the GC against identical working conditions.
  • the wavelength for CB is approximately 320 mV and 820 mV for GC. That is, the CB electrode generates a net saving of approximately 0.5 V to catalyze the same reaction.
  • Figures 6 A and 6B The relationships between the measured current at a fixed potential and the sulphite concentration are shown in Figures 6 A and 6B.
  • the existing linearity (and the slope) are indicators of the ability of an electrode to be used as a sensor of a given substance.
  • Figure 6A shows the CB electrode, which shows a good linearity between current and concentration for solutions that have a content of 20 to 150 ppm of sulphite measured as S02, at pH 9. There is also a linear behavior but with a lower coefficient. regression, for GC (see Figure 6B).
  • the slope of Figure 6A is greater (an order of magnitude) than that obtained in the case of the GC (B). Obviously, the larger the slope, the electrode is easier and more sensitive to small variations in concentration, that is, its behavior as a sensor is better.
  • FIG. 7A An amorphous but homogeneous distribution with some bright spots corresponding to silica inlays (Al-Si) used in the polishing process, is shown in Figure 7A.
  • Figure 7B shows an analysis of the SEM-EDX miscroscopy. Minor presence of S, K, Ca, Ti and Fe is observed. SEM-EDX analysis was performed both general and on time to two samples from different sources. The quantitative analysis of the surfaces indicates the presence of the following ions or metals: Na +, K +, Ca2 +, Mg2 +, Al, Fe, S, Si. Depending on the samples analyzed, they are found in varying amounts, but nevertheless in an average proportion of less than 5%, the most abundant being Si and Al. In the analyzed samples, the presence of oxygen is not detected.
  • the X-ray Powder diffractogram was compared with the JCPDS-ICDD database, according to what is shown in Figure 8. This shows the characteristic graphite signals.
  • the X-ray powder diffractogram was compared with a calculated powder diagram.
  • the analysis of the powder diffractogram shows that the sample has a high crystallinity, since a very narrow characteristic signal is observed for the value 002.
  • the interplanar distance is 3,364 A ° indicating that there are no species intercalated in the graphite planes.
  • the diffractogram shows signs that cannot be assigned with the databases used and that correspond to the presence of chemical compounds at the level of impurity as indicated by the EDX analysis.
  • the powder diffractogram allows us to conclude that the sample is mainly made up of carbonaceous species of the graphite type.
  • the Raman spectrum shows the characteristic signal of sp2 graffiti carbons similar to the spectra of carbon nanotubes.
  • the present invention proposes a process comprising the steps of: a) removing the carbon from the stack and then removing its coating; b) boil in distilled water for 5 to 30 minutes; c) wash the electrode with preferably neutral detergent; d) sand and wash with boiling water and then with detergent until no residue is obtained; e) sonicate for 5 to 30 minutes in distilled water; f) subjecting the electrode to washing with petroleum ether or other highly polar solvent for a period of between 5 to 30 minutes; g) sonicate and wash with organic solvents from lower to higher polarity, changing the water, until it reaches clean water; h) boil the electrode in a solution containing a strong oxidant and acidic pH for 5 minutes to one hour; i) repeat the washing and sonication procedure if necessary; j) polish conventionally for use; and k) if desired it can be inserted in Teflon or PVC to insulate part of the surface.
  • the electrical connection can be made by making
  • a brand new Durapower acid battery is used.
  • the coal is manually removed from the inside of the battery, which is opened with a sharp knife or scissors.
  • the coal is removed and sanded with coarse sandpaper, sandpaper for metal or wood, at the ends, to facilitate the breakage of the coating they bring.
  • 200 mesh sandpaper was used.
  • the coating is completely removed until the coal is completely bare.
  • the electrode was immersed in a glass containing boiling distilled water for 15 minutes. Then it was washed with cold drinking water, and neutral detergent. Once clean, the entire surface is sanded with thicker mesh (1200 meshes) and then finer (2400 meshes).
  • the electrode is boiled again, changing the distilled water until no residue is observed in it.
  • 2 washes were performed 5 minutes each, with boiling distilled water.
  • the electrode is then placed in a beaker filled with distilled water in a sonicator and sonic for 2 minutes and the water is changed until there is no residue in the water. Care must be taken that the electrode does not collide with the vessel walls. In this case, it was sonic for 4 times, observing that in the third sonicate the water was clear.
  • the clean and dry electrode was immersed in petroleum ether for 20 minutes at room temperature. Then the sonication process was performed again, this time sonicating for 15 minutes twice, in distilled water. Then the electrode was washed with alcohol (ethanol) carefully, then with acetone and then with distilled water. The electrode was then immersed in a bath containing 1 mL of concentrated sulfuric acid per 300 mL of distilled water at boiling temperature for 30 minutes. It is then washed thoroughly with water and can now be polished or sanded for use.
  • Electrodes obtained with new or used batteries of different size and origin all acidic, this treatment can be carried out and electrochemically equal surfaces are obtained.
  • the cylinders obtained can be drilled even with a common drill, to make them the electrical connection, or hold them by one end with a metal clamp and the resistance between the clamp and the other end of the electrode is measured, with a common commercial "tester", in position to measure resistance and 0.00 ohm resistance must be obtained.
  • They can also be made with a Teflon or plastic coating to offer a defined geometric area surface.

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Abstract

La presente invención, se refiere a un procedimiento para la obtención de un electrodo de carbono proveniente de desechos de pilas ácidas con altísima actividad electrocatalítica y que puede usarse como cátodo o ánodo para diversas aplicaciones como en electroquímica, galvanoplastia, refinación electrolítica, etc. Una de sus aplicaciones más interesantes es en el campo de los electrodos sensores. El proceso comprende las etapas de: a) extracción del carbono de la pila y luego sacar su recubrimiento; b) hervir en agua destilada entre 5 y 30 minutos; c) lavar el electrodo con detergente preferentemente neutro; d) lijar y lavar con agua hirviendo y luego con detergente hasta no obtener residuo; e) sonicar entre 5 a 30 minutos en agua destilada; f) someter el electrodo a lavado con éter de petróleo u otro solvente altamente apolar; g) sonicar y lavar con solventes orgánicos de menor a mayor polaridad, cambiando el agua, hasta llegar a agua limpia; h) hervir el electrodo en una solución que contenga un oxidante fuerte y pH ácido durante 5 minutos a una hora; i) repetir el procedimiento de lavado y sonicado si es necesario; j) pulir de manera convencional para su uso; y k) si se desea se puede insertar en teflón o PVC para aislar parte de la superficie. La unión eléctrica se puede realizar haciendo un hilo interno al carbón.

Description

ELECTRODO DE CARBÓN PROVENIENTE DE DESECHOS DE ALTA ACTIVIDAD ELECTROCATALÍTICA MÉTODO DE OBTENCIÓN Y APLICACIÓN
MEMORIA DESCRIPTIVA
CAMPO TECNICO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de un electrodo de carbono proveniente de desechos de pilas ácidas (CB) con altísima actividad electrocatalítica, que puede ser usado como cátodo o ánodo para diversas aplicaciones como en electroquímica, galvanoplastia, refinación electrolítica, etc. Una de sus aplicaciones más interesantes es en el campo de los electrodos sensores.
El electrodo obtenido por este procedimiento, es un electrodo cuya actividad es similar a la de los electrodos de platino usados en electroquímica. Es un electrodo que cataliza muy diversas reacciones de oxidación y reducción a potenciales menores que los electrodos de carbón vitreo (GC) o grafito pirolítico y que se asemeja en sus resultados a lo que se obtiene usando platino. Como cualquier electrodo de carbono, es pulible y su superficie es renovable, y además, puede ser cortado para dimensionarlo.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Las pilas o baterías ácidas tienen un gran porcentaje de carbono dentro de sus componentes. Dichos componentes pueden tener varias utilidades y ha habido intentos por dar un uso concreto a las pilas desechables que ya han cumplido su vida útil. Existe en el arte previo, numerosos procesos de reciclaje de pilas y baterías. Por ejemplo en el documento EP 0274059 del 27 de , Julio de 1988, titulado "proceso para reciclar baterías eléctricas, tableros de circuitos impresos montados y componentes electrónicos" se divulga un proceso para el reciclado de baterías eléctricas, mezcla de baterías de alta potencia para equipamiento de distinta composición química, y también de tableros de circuitos impresos y componentes electrónicos, una pirólisis de la mezcla. Esta es llevada a cabo a una temperatura entre 450 y 650. Luego se realiza una electrólisis del residuo de la pirólisis y subsiguientemente se realiza una separación de los productos de la electrólisis y la remoción de los productos acumulados en los electrodos. En este proceso que es económicamente beneficioso, se generan residuos no contaminantes del medio ambiente y no es necesaria una selección inicial de material.
El documento WO 2005/101564 de fecha 27 de Octubre de 2005, titulado "procedimiento de reciclaje de una mezcla de pilas y baterías de ánodo a base de litio", se refiere a un procedimiento de tratamiento hidrometalúrgico de las pilas y de las baterías que comprende al menos un ánodo a base de litio, una sal disuelta en un electrolito y un cátodo que comprende al menos un metal y una combinación de metales escogidos entre el cobalto, el níquel, el manganeso y el hierro, con el objetivo de recuperar las fracciones aprovechables, procedimiento caracterizado porque comprende una trituración en seco a temperatura ambiente en atmósfera inerte, un tratamiento mediante al menos una separación magnética y una tabla densiométrica seguida de una hidrólisis acuosa, con el objetivo de recuperar al menos el litio en forma de carbonato o de litiofosfato, un anión de dicha sal del electrolito y un concentrado a base de al menos un metal de dicho cátodo.
Ninguno de los documentos del arte previo, divulga algún tipo de procedimiento para el reciclaje específico del carbono contenido en pilas y baterías.
Por lo arriba expuesto, la presente invención tiene por objeto la obtención de un electrodo de carbono proveniente de desechos de pilas ácidas (CB) con altísima actividad electrocatalítica y que puede usarse como cátodo o ánodo para diversas aplicaciones como en electroquímica, galvanoplastia, refinación electrolítica, entre otras, siendo una de sus aplicaciones preferidas, en el campo de los electrodos sensores.
La fabricación de electrodos de carbón depende de los fines específicos de su aplicación y de donde provenga la materia prima materia prima utilizada. Por lo anterior, en el arte previo, también se proveen procedimientos de fabricación de electrodos de carbono. Por ejemplo, en el documento ES 8605050 de fecha 16 de marzo de 1986, titulado "fabricación de cuerpos carbonosos, en especial electrodos de carbono", se divulga un procedimiento para la producción de cuerpos carbonosos, en particular de electrodos, con forma paralelepipédica, cúbica o cilindrica para electrólisis del aluminio, mediante calcinación de cuerpos conformados crudos, que contienen sustancias pirolizables, en un horno de túnel, con atmósfera oxidante donde los productos de destilación que salen del ligante son completamente quemados. Los cuerpos carbonosos son producidos a partir de una masa de coque de petróleo, antracita, negro de humo, grafito o similares adicionados como ligante, como por ejemplo, alquitrán o pez. En la cocción de cuerpos conformados de este tipo el ligante es coquificado por lo que se obtienen características mecánicas y eléctricas deseadas.
El documento WO 2004/020365 de fecha 1 1 de Marzo de 2004, titulado "proceso de preparación de electrodos de carbono", describe un procedimiento para la preparación de electrodos de carbono. Este procedimiento comprende las etapas de: (a) la combinación de un material de relleno, un aglutinante de brea y fibras de carbono derivadas de brea de mesofase o PAN. Dichas fibras poseen una longitud media comprendida entre 4,23 mm y 82,55 mm (1/6 pulgada y 3,25 pulgadas, respectivamente) para formar una mezcla base para electrodos (en inglés, electrodestock), en el que las fibras de carbono están presentes preferentemente a un nivel de 0,5 a 10 partes por peso de las fibras de carbono por 100 partes por peso del material de relleno; (b) la extrusión de la mezcla base para electrodos para formar electrodos verdes (en inglés, green electrodestock); (c) la cocción de los electrodos verdes para formar una mezcla base para electrodos carbonizada; y (d) la grafitación de la mezcla base para electrodos carbonizada al mantener la mezcla base para electrodos carbonizada a una temperatura de al menos 2.500°C con el fin de formar un electrodo; y (e) la selección de la cantidad de fibra de carbono en relación con el material de relleno con el fin de obtener un control del coeficiente de expansión térmica (CET) longitudinal del electrodo. El documento ES 0165308 de fecha 16 de Abril de 1944, titulado "Procedimiento para la obtención de electrodos de carbón", divulga un procedimiento para la obtención de electrodos de carbón y de la masa de electrodos correspondiente partiendo de materias de relleno que contienen carbono y de aglutinantes usuales, que comprende adicionar a los aglutinantes, especialmente a la brea blanda, ácido clorhídrico y/o cloruros que desdoblan ácido clorhídrico al ponerse en reacción con el aglutinante, para conseguir mejorías en la calidad de briquetas brutas y en la calidad del electrodo recocido. Se disminuyen de este modo el número de grietas y se incrementa el intervalo de temperaturas de trabajo. En este proceso se puede mezclar los aglutinantes con las adiciones que contienen cloro, agregándolos después a las materias de relleno con contenido de carbono o bien, se puede mezclar primero, del modo usual, las materias de relleno y los aglutinantes, agregando luego preferentemente después de entremezclar intensamente, las adiciones con contenido de cloro. Ninguno de los documentos del arte previo, divulga un procedimiento para la obtención de electrodos de carbono, utilizando como materia prima carbono proveniente de desechos de pilas ácidas (CB) con altísima actividad electrocatalítica.
RESEÑA DE LA INVENCION
La presente invención, tiene como objetivo dar un uso apropiado al carbono contenido en pilas y baterías, para la fabricación de electrodos de carbono, que puede usarse como cátodo o ánodo para diversas aplicaciones como en electroquímica, galvanoplastia, refinación electrolítica, siendo una de sus aplicaciones más interesantes en el campo de los electrodos sensores.
Para ello, la presente invención propone un procedimiento que consiste en la extracción del carbono de la pila y luego sacar su recubrimiento, en donde posteriormente, se debe hervir en agua destilada y lavarlo con agua hirviendo, y luego, con detergente hasta no obtener residuos. El proceso además comprende sonicar en agua destilada y someter el electrodo a lavado con éter de petróleo u otro solvente altamente apolar. Sonicar y lavar con solventes orgánicos de menor a mayor polaridad hasta llegar a agua limpia, y posteriormente, hervir el electrodo en una solución que contenga un oxidante fuerte y pH ácido. Estos pasos de lavado y sonicado si es necesario, se pueden repetir. Finalmente, el proceso comprende pulir de manera convencional para su uso. Si se desea se puede insertar en teflón o PVC para aislar parte de la superficie. La unión eléctrica se puede realizar haciendo un hilo interno al carbón.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Los dibujos que se acompañan, los cuales se incluyen para proporcionar una mayor compresión del invento, quedan incorporados y constituyen parte de esta descripción, una de las ejecuciones del invento, y junto con la descripción sirven para explicar los principios de esta invención. Figura 1 muestra un esquema de tratamiento de carbones de pilas ácidas nuevas o usadas.
Figura 2 muestra un electrodo preparado y aislado con cinta de teflón.
Figura 3 muestra la respuesta electrocatalítica del electrodo propuesto (CB) comparado con un electrodo comercial (GC) frente a la oxidación de bisulfito. Esta medida se realizó a pH 4, con una concentración de sulfito de 140 ppm (medida como S02) en una mezcla de etanol: agua al 12% v/v á 5 mVs-1.
Figura 4 muestra la capacidad del electrodo de discriminar en la señal. Como la actividad electrocatalítica del CB es extremadamente alta, en un mismo intervalo de potencial logra oxidar en forma independiente a la especie sulfito y a la especie bisulfito que coexisten en solución. Figura 5 muestra la estabilidad de la respuesta del electrodo.
Figura 6 muestra la capacidad del electrodo CB de actuar como sensor amperométrico.
Figura 7 el análisis nálisis morfológico SEM-EDX.
Figura 8 muestra un difractograma de Polvo de Rayos X
Figura 9 muestra una espectroscopia IR de la muestra.
Figura 10 muestra una espectroscopia Raman de la muestra. DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un procedimiento para extraer el carbón usado en las pilas ácidas y someterlo a procesos químicos y físicos para convertirlo en un material electródico de muy alta actividad electrocatalítica.
El objetivo es la obtención de un electrodo de carbono, con carbonos mayoritariamente sp2, muy pocos grupos funcionales del tipo carbonilo, carboxilo, alcohol, u otros detectables por IR (espectroscopia de absorción infra-roja); metales como Fe, Cu y otros en concentración de trazas, estado amorfo, de acuerdo a los datos obtenidos por espectroscopia IR, por análisis elemental y por espectroscopia de difracción de rayos X.
La superficie limpia mediante felpa, o lija permite su uso como electrocatalizador con actividad similar a la de nanotubos de carbón. Si se pule con alúmina y felpa, su comportamiento es semejante al carbono vitreo. Este electrodo puede cortarse con un esmeril para vidrio y se obtiene una superficie lijable exactamente igual a la inicial. Es decir, la composición es homogénea en todo el sistema. El electrodo es frágil a los golpes y puede quebrarse. Sin embargo, también es factible de agujerear para hacerle un hilo para unirlo a un conector eléctrico. Por otra parte, también se puede hacer contacto con una pinza metálica o un alambre cuidadosamente enrollado en su entorno.
Tal como se muestra e la figura 1 , el primer paso consta de la extracción del carbono de la pila y luego sacar su recubrimiento. Luego debe hervirse en agua destilada entre 5 y 30 minutos. Lavar el electrodo con detergente preferentemente neutro. Lijar y lavar con agua hirviendo y luego con detergente hasta no obtener residuo. Luego sonicar entre 5 a 30 minutos en agua destilada. Someter el electrodo a lavado con éter de petróleo u otro solvente altamente apolar. Sonicar y lavar con solventes orgánicos de menor a mayor polaridad hasta llegar a agua limpia. Hervir el electrodo en una solución que contenga un oxidante fuerte y pH ácido durante 5 minutos a una hora. Repetir el procedimiento de lavado y sonicado si es necesario. Pulir de manera convencional para su uso. Si se desea se puede insertar en teflón o PVC para aislar parte de la superficie. La unión eléctrica se puede realizar haciendo un hilo interno al carbón.
En la figura 2B se pueda apreciar a un electrodo listo, luego de su preparación, y aislado en su extremo mediante cinta de teflón. En la figura 2A, se muestran dos electrodos comerciales, uno que está forrado en teflón, y el otro en plástico. Ambos de carbón vitreo.
La respuesta electrocatalítica del electrodo propuesto (CB) comparado con un electrodo comercial (GC) frente a la oxidación de bisulfito, es mostrada en la figura 3. Esta medida se realizó a pH 4, con una concentración de sulfito de 140 ppm (medida como S02) en una mezcla de etanol: agua al 12% v/v a 5 mVs-1.
La diferencia en electroactividad se observa en el pie de onda (potencial) de la oxidación en ambos casos. Esta diferencia da cuenta de la disminución en el "gasto" en energía que significa usar el electrodo CB en vez del GC frente a idénticas condiciones de trabajo. En este caso el pie de onda para CB es de 320 mV aproximadamente y de 820 mV para GC. Es decir, el electrodo CB genera un ahorro neto de aproximadamente 0.5 V para catalizar la misma reacción.
La discriminación en la señal, es mostrada en la figura 4. Como la actividad electrocatalítica del CB es extremadamente alta, en un mismo intervalo de potencial logra oxidar en forma independiente a la especie sulfito y a la especie bisulfito que coexisten en solución.
En las Figuras 5A y 5B se muestran cuatro medidas consecutivas de la oxidación de sulfito a pH 9 cuando el electrodo es CB (Figura A) y cuando es GC (Figura 5B). Se puede ver en la Figura 5A que las cuatro medidas que corresponden al CB dan una única respuesta. En cambio, el GC muestra una pequeña disminución entre cada señal (desde la primera a la cuarta) hasta por fin estabilizarse. Estos mismos resultados se obtienen si el electrodo es retirado de la solución, ésta es burbujeada con nitrógeno para evitar la entrada de oxígeno y luego se mide nuevamente. Otra vez, en el caso de CB la reproducibilidad es inmediata y el electrodo GC debe ser sometido a varias medidas hasta alcanzar un perfil estable. En las Figuras 6 A y 6B se muestran las relaciones entre la corriente medida a un potencial fijo y la concentración de sulfito. La linealidad existente (y la pendiente) son indicadores de la capacidad de un electrodo de ser usado como sensor de una substancia dada. En la Figura 6A aparece el electrodo CB, que muestra una buena linealidad entre corriente y concentración para soluciones que tienen un contenido de 20 a 150 ppm de sulfito medido como S02, a pH 9. Se observa también un comportamiento lineal pero con un menor coeficiente de regresión, para GC (ver Figura 6B). Por otra parte, debido a la electroactividad del CB comparado con el GC, la pendiente de la Figura 6A es mayor (un orden de magnitud) que la que se obtiene en el caso del GC (B). Obviamente, mientras mayor es la pendiente, es más fácil y más sensible el electrodo a variaciones pequeñas de concentración, es decir, su comportamiento como sensor es mejor.
Una distribución amorfa pero homogénea con algunos puntos brillantes que corresponden a inscrustaciones de sílica (Al-Si) usada en el proceso de pulido, es mostrada en la figura 7A. La figura 7B muestra un análisis de la miscroscopía SEM-EDX. Se observa presencia minoritaria de S, K, Ca, Ti y Fe Se realizó análisis SEM-EDX tanto general como puntual a dos muestras de distinta proveniencia. El análisis cuantitativo de las superficies indica la presencia de los siguientes iones o metales: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Al, Fe, S, Si. Dependiendo de las muestras analizadas estos se encuentran en cantidades variables, pero sin embargo en una proporción en promedio menor al 5%, siendo los más abundantes el Si y el Al. En las muestras analizadas no se detecta la presencia de Oxigeno.
El difractograma de Polvo de Rayos X fue comparado con la base de datos JCPDS-ICDD, acorde a lo mostrado en la figura 8. Este muestra las señales características del grafito. Además el difractograma de polvo de rayos X fue comparado con un diagrama de polvo calculado. Se identifican claramente los planos hkl 002 con un valor de 2Θ = 26,477°, y también las señales correspondientes a los planos hkl 004 y 200 con valores de 2 Θ = 54,525° y 2 Θ = 77,541° respectivamente, mostrando las características laminares de la muestra. Del análisis del difractograma de polvo se desprende que la muestra presenta una alta cristalinidad, ya que se observa una señal muy angosta característica para el valor 002.
Por otra parte, la distancia interplanar es de 3,364 A° indicando que no existen especies intercaladas en los planos del grafito.
Además, en el difractograma se observan señales que no es posible asignarlas con las base de datos utilizadas y que corresponden a la presencia de compuesto químicos a nivel de impureza tal como lo indica el análisis EDX.
En definitiva, el difractograma de polvo permite concluir que la muestra está formada mayoritariamente por especies carbonaceas del tipo grafito.
Por otra parte, no se observa de manera significativa (<5%) otras especies cristalinas asignables con la base de datos utilizadas.
El espectro IR del polvo indica una pequeña cantidad de grupos carbonilos se muestra en la figura 9.
Tal como se aprecia en la figura 10, el espectro Raman muestra la señal característica de carbonos grafiticos sp2 semejante a los espectros de nanotubos de carbón.
Para obtener los resultados arriba descritos, la presente invención propone un procedimiento que comprende las etapas de: a) extracción del carbono de la pila y luego sacar su recubrimiento; b) hervir en agua destilada entre 5 y 30 minutos; c) lavar el electrodo con detergente preferentemente neutro; d) lijar y lavar con agua hirviendo y luego con detergente hasta no obtener residuo; e) sonicar entre 5 a 30 minutos en agua destilada; f) someter el electrodo a lavado con éter de petróleo u otro solvente altamente apolar por un período de de entre 5 a 30 minutos; g) sonicar y lavar con solventes orgánicos de menor a mayor polaridad, cambiando el agua, hasta llegar a agua limpia; h) hervir el electrodo en una solución que contenga un oxidante fuerte y pH ácido durante 5 minutos a una hora; i) repetir el procedimiento de lavado y sonicado si es necesario; j) pulir de manera convencional para su uso; y k) si se desea se puede insertar en teflón o PVC para aislar parte de la superficie. La unión eléctrica se puede realizar haciendo un hilo interno al carbón.
Ejemplo de aplicación
Se usa una pila nueva marca Durapower, ácida. Se saca manualmente el carbón del interior de la pila, que se abre con un cuchillo o tijera afilado. Se retira el carbón y se lija con lija gruesa, lija para metal o para madera, en los extremos, para facilitar la rotura del recubrimiento que estos traen. En el caso del ejemplo, se usó papel lija de 200 mallas. Se retira el recubrimiento completamente hasta dejar al carbón completamente desnudo. Se sumergió al electrodo en un vaso que contenía agua destilada hirviendo durante 15 minutos. Luego se lavó con agua potable fría, y detergente neutro. Una vez limpio, se lija toda la superficie con malla más gruesa (1200 mallas) y luego más fina (2400 mallas). Luego, el electrodo se pone a hervir nuevamente, cambiando el agua destilada hasta que no se observe en ella ningún residuo. En1 el caso del ejemplo, se realizaron 2 lavados de 5 minutos cada uno, con agua destilada hirviendo. Luego se coloca al electrodo dentro de un vaso de precipitados lleno con agua destilada en un sonicador y se sónica durante 2 minutos y se le cambia el agua hasta que no haya ningún residuo en el agua. Se debe tener cuidado en que el electrodo no choque contra las paredes del vaso. En este caso, se sónico durante 4 veces observándose que ya en el tercer sonicado el agua salía clara.
El electrodo limpio y seco se sumergió en éter de petróleo durante 20 minutos a temperatura ambiente. Luego se realizó el proceso de sonicado nuevamente, esta vez sonicando durante 15 minutos por 2 veces, en agua destilada. Luego el electrodo se lavó con alcohol (etanol) cuidadosamente, luego con acetona y luego con agua destilada. Luego el electrodo se sumergió en un baño que contenía 1 mL de ácido sulfúrico concentrado por cada 300 mL de agua destilada a temperatura de ebullición durante 30 minutos. Luego se lava con agua abundantemente y ya se puede pulir o lijar para usarlo.
Con los electrodos obtenidos con pilas nuevas o usadas de diferente tamaño y procedencia, todas ácidas, se puede realizar este tratamiento y se obtienen superficies electroquímicamente iguales. Los cilindros obtenidos pueden agujerearse incluso con un taladro común, para hacerles la conexión eléctrica, o sujetarlos por un extremo con una pinza metálica y se mide la resistencia entre la pinza y el otro extremo del electrodo, con un "tester" comercial común, en posición de medir resistencia y debe obtenerse 0,00 ohm de resistencia. También puede hacérseles un recubrimiento de teflón o plástico para ofrecer una superficie de área geométrica definida.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Un procedimiento para la obtención de un electrodo de carbono proveniente de desechos de pilas ácidas, utilizable como cátodo o ánodo para aplicaciones como en electroquímica, galvanoplastia, refinación electrolítica, y en el campo de los electrodos sensores, entre otros, CARCATERIZADO porque comprende las siguientes etapas:
a) extraer desde la pila el carbón, para luego sacar su recubrimiento;
b) hervir el carbón en agua destilada;
c) lavar el electrodo con detergente preferentemente neutro;
d) lijar y lavar con agua hirviendo y luego con detergente hasta no obtener residuo;
e) sonicar en agua destilada;
f) someter el electrodo a lavado con éter de petróleo u otro solvente altamente apolar; g) sonicar y lavar con solventes orgánicos de menor a mayor polaridad, cambiado el agua, hasta obtener agua limpia;
h) hervir el electrodo en una solución que contenga un oxidante fuerte y pH ácido;
i) repetir el procedimiento de lavado y sonicado si es necesario; y
j) pulir de manera convencional para su uso.
2.- Un procedimiento para la obtención de un electrodo de carbono, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque en la etapa (a) comprende además lijar el carbón retirado.
3.- Un procedimiento para la obtención de un electrodo de carbono, según la reivindicación 2, CARACTERIZADO porque dicha etapa de lijar se realiza con lija gruesa, lija para metal o para madera, en los extremos del trozo de carbón, para facilitar la rotura de su recubrimiento.
4.- Un procedimiento para la obtención de un electrodo de carbono, según la reivindicación 2 ó 3, CARACTERIZADO porque además comprende retirar el recubrimiento hasta dejar al carbón completamente desnudo.
5.- Un procedimiento para la obtención de un electrodo de carbono, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, CARACTERIZADO porque en la etapa (b) el electrodo se sumerge en agua destilada hirviendo entre 5 y 30 minutos.
6. - Un procedimiento para la obtención de un electrodo de carbono, según la reivindicación 5, CARACTERIZADO porque el rango de tiempo en la etapa de (b) se realiza, hasta que en el agua destilada no se observen residuos.
7. - Un procedimiento para la obtención de un electrodo de carbono, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, CARACTERIZADO porque en la etapa (c) el electrodo se lava con agua potable fría y detergente neutro.
8. - Un procedimiento para la obtención de un electrodo de carbono, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, CARACTERIZADO porque en la etapa (e) el sonicado del electrodo se realiza entre 5 a 30 minutos.
9. - Un procedimiento para la obtención de un electrodo de carbono, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, CARACTERIZADO porque en la etapa (f) el electrodo limpio, se sumerge en éter de petróleo durante 50 a 30 minutos a temperatura ambiente.
10.- Un procedimiento para la obtención de un electrodo de carbono, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, CARACTERIZADO porque en la etapa (h) el electrodo es hervido durante 5 a 60 minutos.
11.- Un procedimiento para la obtención de un electrodo de carbono, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, CARACTERIZADO porque el electrodo es lavado con alcohol (etanol), luego con acetona y luego con agua destilada.
12. - Un procedimiento para la obtención de un electrodo de carbono, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, CARACTERIZADO porque el electrodo se sumerge en un baño con ácido sulfúrico concentrado por cada 300 mL de agua destilada a temperatura de ebullición durante 30 minutos.
13. - Un procedimiento para la obtención de un electrodo de carbono, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, CARACTERIZADO porque comprende además la etapa k) en donde se puede insertar en teflón o PVC para aislar parte de la superficie.
14. - Un procedimiento para la obtención de un electrodo de carbono, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, CARACTERIZADO porque la unión eléctrica se puede realizar haciendo un hilo interno al carbón.
15. - Uso del electrodo obtenido a través del procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, CARACTERIZADO porque sirve en aplicaciones electroquímicas, en electroquímica, galvanoplastia y refinación electrolítica.
16.- Uso del electrodo obtenido a través del procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, CARACTERIZADO porque sirve para ser aplicado como electrodo sensor.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105538047A (zh) * 2015-12-11 2016-05-04 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种航空有机透明制件的表面研抛方法
CN113582171A (zh) * 2021-07-19 2021-11-02 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种回收锂离子电池石墨负极的方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112588685A (zh) * 2020-12-21 2021-04-02 湖南久森新能源有限公司 一种锂离子电池生产用高效清洗装置
CN112713327B (zh) * 2020-12-22 2022-04-08 宁波格劳博智能工业有限公司 锂电池正极材料废旧钵体残料全自动回收工作站
CN118354979A (zh) * 2021-12-09 2024-07-16 动力科技水务公司 电化学装置中的电极再生

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030158059A1 (en) * 2000-06-16 2003-08-21 Akimitsu Sakai Detergent composition
US20050241943A1 (en) * 2003-06-19 2005-11-03 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Method and apparatus for recycling electrode material of lithium secondary battery
US20070134546A1 (en) * 2005-10-18 2007-06-14 Zenzo Hashimoto Method of recycling a battery
US20090258298A1 (en) * 2005-12-14 2009-10-15 Mitsui Mining Co., Ltd. Graphite Particle, Carbon-Graphite Composite Particle and Their Production Processes
US20100077611A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Japan Super Quartz Corporation Method of manufacturing carbon electrode and method of manufacturing fused silica crucible

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10336762A1 (de) * 2003-08-08 2005-03-10 Epcos Ag Verfahren zum Behandeln von organischen Kationen, nicht wässrige Lösungsmittel und Kohlenstoff enthaltenden elekrischen Komponenten
JP4406845B2 (ja) * 2007-02-20 2010-02-03 トヨタ自動車株式会社 二次電池電極材の剥離剤及び該剥離剤を用いた二次電池の処理方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030158059A1 (en) * 2000-06-16 2003-08-21 Akimitsu Sakai Detergent composition
US20050241943A1 (en) * 2003-06-19 2005-11-03 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Method and apparatus for recycling electrode material of lithium secondary battery
US20070134546A1 (en) * 2005-10-18 2007-06-14 Zenzo Hashimoto Method of recycling a battery
US20090258298A1 (en) * 2005-12-14 2009-10-15 Mitsui Mining Co., Ltd. Graphite Particle, Carbon-Graphite Composite Particle and Their Production Processes
US20100077611A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Japan Super Quartz Corporation Method of manufacturing carbon electrode and method of manufacturing fused silica crucible

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105538047A (zh) * 2015-12-11 2016-05-04 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种航空有机透明制件的表面研抛方法
CN113582171A (zh) * 2021-07-19 2021-11-02 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种回收锂离子电池石墨负极的方法
CN113582171B (zh) * 2021-07-19 2023-07-18 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种回收锂离子电池石墨负极的方法

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