Electrocatálisis de la reacción anódica de transferencia de oxígeno

Autor: Ronald Vargas, Carlos Borrás, Jorge Mostany y Benjamín R. Scharifker

Resumen:

En el presente trabajo se describen las características generales de la reacción de transferencia de oxígeno por vía electroquímica en compuestos orgánicos, se plantean y se discuten tanto los aspectos cinéticos como mecanísticos de este tipo de reacciones. Se analizan los materiales de electrodos comúnmente usados, considerando su desempeño electrocatalítico frente a la oxidación de diferentes compuestos de interés. Adicionalmente, se revisa el estado del arte sobre los modelos cinéticos que se han propuesto en la literatura especializada para describir cuantitativamente el avance de estas reacciones; se consideran modelos basados en el transporte de materia de las especies electroactivas, planteamientos que involucran el efecto de la cinética de las reacciones superficiales que ocurren sobre el electrodo; éstos se comparan con el esquema cinético que hemos desarrollado, el cual acopla tanto el transporte de materia como las reacciones superficiales involucradas. Por último, se deja en evidencia la importancia que tiene la predicción de las velocidades de reacción, junto con los parámetros fisicoquímicos que describen las interacciones químicas durante las electrólisis de compuestos orgánicos, en el entendimiento, diseño, operación y control estos sistemas reactivos.

Palabras claves:

Electrocatálisis, Transferencia de Oxígeno, Electrodos de Óxidos de Metales, Reacción Superficial, Oxidación Anódica.

Abstract:

After introducing the general aspects of the electrochemical oxygen transfer reaction of organic compounds in aqueous solutions, we discuss the fundamental and mechanistic theory of these reactions. Commonly used electrode materials and its characteristics are described considering their electrocatalytic performance during the oxidation of some organic compounds. Additionally, kinetic models based on mass transport of electroactive species described in the literature are compared with our proposed formalism, were both mass transport and kinetics of surface reactions are considered. Finally, we show the importance of predicting reaction rates, and the physicochemical parameters that describe the chemical interactions during the electrolysis of organic compounds in the understanding, design, operation and control of these reactive systems.

Keywords:

Electrocatalysis, Oxygen Transfer, Metal Oxide Electrodes, Surface Reaction, Anodic Oxidation.