Toward real applicability of electro-ozonizers: Paying attention to the gas phase using actual commercial PEM electrolyzers technology

This work focuses on increasing the TRL of electro-ozonizer technology by evaluating the effect of electrolyte composition and operation conditions on the production of ozone, using an actual commercial cell, CONDIAPURE®, in conditions similar to what could be expected in a real application. Not only is attention paid to the changes in the concentration of ozone in the liquid phase, but also to those observed in the gas phase. The electrolyte and its recirculation flowrate, as well as operation temperatures and pressures are found to have significant influence on production rates. The most efficient way to produce ozone is operating at low temperatures and high pressures. In this work, 0.25 and 0.21 mg O3/min were obtained operating at 10 A in electrolytes consisting of aqueous solutions of perchloric and sulfuric acid, respectively, in tests carried out at 13 °C and 2 bars of gauge pressure. The negative effect of scavengers that appear electrochemically along the production of ozone is very important and seems to be partially compensated when organics are present in the solution due to the competition between the reaction of these scavengers with ozone or organics.Este trabajo se enfoca en incrementar el TRL de la tecnología de electro-ozonizadores mediante la evaluación del efecto de la composición del electrolito y las condiciones de operación en la producción de ozono, utilizando una celda comercial real, CONDIAPURE®, en condiciones similares a las que se podrían esperar en una aplicación real. No solo se presta atención a los cambios en la concentración de ozono en la fase líquida, sino también a los observados en la fase gaseosa. Se ha encontrado que el electrolito y su caudal de recirculación, así como las temperaturas y presiones de operación tienen una influencia significativa en las tasas de producción. La forma más eficiente de producir ozono es operando a bajas temperaturas y altas presiones. En este trabajo, 0.25 y 0.21 mg O 3/min operando a 10 A en electrolitos consistentes en soluciones acuosas de ácido perclórico y sulfúrico, respectivamente, en ensayos realizados a 13 °C y 2 bares de presión manométrica. El efecto negativo de los secuestrantes que aparecen electroquímicamente a lo largo de la producción de ozono es muy importante y parece ser parcialmente compensado cuando los orgánicos están presentes en la solución debido a la competencia entre la reacción de estos secuestrantes con el ozono o los orgánicos