Faradaic processes on activated carbon particles: Example of sulfite anodic oxidation

Activated carbon has often been reported as a suitable material for numerous applications e.g. energy storage, batteries and pollution control, due its high adsorption capacity allowed by its high surface area. Besides, activated carbon can also be used for the chemical transformation of matter through faradaic processes. This paper deals with the performance of activated carbon (AC) particles as an electrode material for the anodic oxidation of sulfite and bisulfite species into sulfate. The oxidation was carried out at the surface of a packed‐bed of AC particles (volume 170 cm3); the main operating conditions, namely potential and solution pH were varied. The sulfate production was shown to be controlled by the electrode kinetics and the internal transfer in the carbon pores. Interactions between the capacitive phenomena, occurring in the electrical pretreatment, and the faradaic processes were discussed. Le charbon actif est souvent décrit comme un matériau bien adapté à de nombreuses applications, tels que le stockage d'énergie, les batteries ou les procédés de dépollution, qui font appel à sa grande capacité d'adsorption due à sa très grande surface spécifique. Hormis ces applications, ce matériau peut également être utilisé pour la transformation chimique de la matière par des processus faradiques. Nous avons étudié les performances d'une électrode constituée de particles de charbon actif dans le cas de l'oxydation anodique de sulfite et de bisulfite en sulfate. L'oxydation a été menée sur la surface d'un lit fixe (volume de 170 cm3) de ces particules en faisant varier le potentiel appliqué et le pH de la solution. La conversion en sulfate est contrôlée par la cinétique de transfert électronique et la diffusion interne dans les pores. Les interactions entre les phénomènes capacitifs se produisant pendant l'opération de pré—traitement de l'électrode et les processus faradiques font l'objet d'une discussion.