MX2007002614A - Electrodo para usarse en un aparato de desionizacion y metodo para elaborarlo. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un electrodo para usarse en un aparato de desionizacion y esta formado de (1) por lo menos un monomero de polimerizacion seleccionado del grupo consistente de fenol, alcohol furfural, bencenos dihidroxi, trihidroxi, naftalenos dihidroxi y naftalenos trihidroxi y mezclas de los mismos; (2) un reticulador y (3) un catalizador; o los productos de reaccion de los mismos, juntos en una forma carbonizada que esta libre de un agente de refuerzo de fibra de carbon.

Description

ELECTRODO PARA USARSE EN U N APARATO DE DESION IZACIÓN Y MÉTODO PARA ELABORARLO Campo de la Invención La presente invención se refiere generalmente a un electrodo de separación electroquímica para eliminar iones, mantener, oxidar y reducir contaminantes e impurezas del agua, l íquidos y otros flujos de procesos acuosos y para colocar los iones eliminados de regreso en una solución durante una operación de regeneración. La presente invención además se refiere a un método para elaborarlo. Antecedentes de la Invención Existe un número de sistemas diferentes para la separación de iones e impurezas de los efl uentes de agua o similares. Por ejemplo, los procesos convencionales incluyen pero no están limitados a el ¡ntercambio de iones, la osmosis inversa, la electrodiálisis, la electro colocación y la filtración . Con el paso de los años, se han propuesto un número de aparatos para realizar la desionización y la regeneración posterior de los efluentes de agua, etc. Un aparato propuesto para la desionización y purificación de los efluentes de agua se describe en la patente Norteamericana No. 6,309, 532. El aparato de separación utiliza u n procesos al que nos podemos referir como u na desionización capacitiva (CDl ) y en contraste con otros procesos de intercambio de iones convencionales, este proceso no requiere qu ímicos, ya sea ácidos, bases o soluciones de sal para la regeneración del sistema, sino más bien , este sistema utiliza la electricidad. Un flujo de electrólitos que van a ser procesados, que contienen varios aniones y cationes, dipolos eléctricos y/o partículas suspendidas, es pasado a través de una pila de celdas de desionización capacitiva electroquímica, durante un ciclo de desionización (purificación). Dicho electrodo atrae en las celdas las partículas o iones de la carga opuesta, eliminándolas de este modo de la solución . Por lo tanto, el sistema está configurado para realizar la desionización y purificación de los influentes y efluentes de agua. Por ejemplo, un tipo de sistema incluye un tanque que tiene una pluralidad de celdas de desionización que es formada de electrodos que no son de sacrificio de dos tipos diferentes. U n tipo de electrodos formado de una matriz de carbón inerte basada en carbón (ICM). Este electrodo elimina y retiene iones de una solución acuosa cuando es aplicada a una corriente eléctrica. El otro tipo de electrodo, formado a partir de material conductor, no elimina o elimina menos iones cuando es aplicada una corriente eléctrica por lo tanto es clasificado como que no es absorbente ("electrodo no-ICM"). Esa propiedad es común para electrodos formados de tela de carbón , grafito, titanio, platino y otros materiales cond uctores que no se degradan en campo eléctrico en soluciones acuosas. El electrodo de carbón que no es I CM está formado como u n electrodo dual y tiene un par de superficies cond uctoras que están aisladas eléctricamente entre ellas. Por consiguiente, en una modalidad , el aparato incluye un número de electrodos que no son de sacrificio, cond uctores cada uno en la forma de una placa plana, q ue juntos en los pares de carga opuesta forman una celda de desionización . Durante la operación , se establece un potencial de voltaje entre un par de electrodos adyacentes. Esto es logrado conectando un cable de u na fuente de voltaje a uno de los electrodos, y otro cable es adherido a los electrodos que están adyacentes al electrodo como para producir un potencial de voltaje entre ellos. Con el objeto de construir un electrodo ICM robusto, estable, se utiliza un reforzador para reforzar el material absorbente del área de superficie alta. Generalmente, el reforzador se encuentra en la forma de una fuente de carbón , tal como fieltro de carbón , carbón gran ular o fibra de carbón , sin embargo también puede encontrarse en la forma de una mezcla de sílice carbón o carbón/celulosa. La fuente de carbón es utilizada como refuerzo en la formación del electrodo mientras pueda ponerse en diferentes formas, es importante q ue el refuerzo de carbón sea conductor eléctricamente y no red uzca la conductancia eléctrica del electrodo. Una fuente de carbón es seleccionada para permitir que el electrodo tenga las propiedades conductoras necesarias y también debe de ser dispersada completamente en otros materiales que forman el electrodo I CM es decir un licor de resorcinol-formaldehído la cual entonces se ajusta y puede absorber una cantidad similar dei licor en una matriz y luego ajustarse. La falta de homogeneidad de los electrodos de la técnica anterior que contienen refuerzos de fibra afecta sus propiedades absorbentes y eléctricas. Mas específicamente, el uso de fibras de carbón como un refuerzo de carbón proporciona menos sitios de enlace para los iones y el electrodo también tiende a ser menos valanciado en la eliminación de iones positivos y negativos. Por lo tanto, se desea producir un electrodo homogéneo que sea robusto y que tenga características aumentadas de refuerzo sin el uso de refuerzo de fibra convencional. Breve Descripción de la Invención De acuerdo con un aspecto, la presente ¡nvención generalmente está relacionada con un sistema o aparato para la desionización y purificación de influentes o efluentes, tales como aguas en proceso, y efluentes de agua de desperdicio; más particularmente, se relaciona con un electrodo que no es de sacrificio así como un método para ser el mismo. En los electrodos de la presente invención en los cuales se emplean un refuerzo particulado (el cual preferentemente es un material de refuerzo particulado que se encuentra en la misma composición química que el electrodo mismo), no requiere un refuerzo basado en fibra de carbón. El electrodo utilizado en el presente aparato de desionización generalmente es producido , primero introduciendo un material de carbón conductor granular a un licor del cual es formado de un solvente y un agente de polimerización. El material de refuerzo es solidificado y carbonizado y luego es maquinado preferentemente en la forma del electrodo. De acuerdo con una modalidad de ejemplo, el proceso para fabricar el electrodo incluye los pasos de (1 ) hacer el primer licor que ¡ncluye por lo menos un monómero de polimerización disuelto en un primer reticulador (agente de reticulación ), (2) humedecer el material de carbón conductor granular como un solvente y una primera mezcla de licor, (3) agregar un segu ndo reticulador al primer licor, solvente, y mezcla de material de carbón conductor, (4) mantener el aditamento por un tiempo suficiente y a una temperatura suficiente hasta que la mezcla se polimeriza para quedar sólida (5) carbonizar el sólido por un tiempo suficiente y en una temperatura suficiente de modo q ue el sólido se carboniza en un substrato eléctricamente cond uctor. El material conductor granular puede ser comprado comercialmente, o puede ser formado mediante (1 ) la disolución de por lo menos un material seleccionado del grupo consistente de dihidroxi bencenos, dihidroxi naftalenos, trihidroxi bencenos y trihidroxi naftalenos y mezcla de los mismos, en un segundo reticulador para formar un segundo licor (2) mantener el segundo licor por un tiempo suficiente y una temperatura suficiente hasta que el segundo licor se polimeriza en una forma sólida (blanca), (3) quemar el blanco en una temperatura suficiente por un tiempo suficiente de modo de que el blanco se carboniza en un elemento conductor eléctricamente (4) procesar el blanco, después de que se enfría, para romper el blanco carbonizado en un material de carbón conductor granular. Un proceso de ejemplo especifico para formar el electrodo reforzado de material de carbón conductor granular presente incluye los pasos de (1 ) disolver por lo menos el material del grupo consistente de dihidroxi bencenos, dihidroxi naftalenos, trihidroxi bencenos y trihidroxi naftaleno y mezcla de los mismos, con un reticulador (por ejemplo, un formaldehído (solución de formalina al 37%)) para formar un licor (antes de la reacción), (2) mezclar el licor anterior a la reacción resultante con un segundo reticulador (solución de formalina al 37%) por un tiempo suficiente y a una temperatura suficiente hasta que el licor se polimeriza en un primer sólido ( bloque), (3) quemar el primer bloque a una temperatura suficiente por un tiempo suficiente de modo que el primer bloque se carboniza en un elemento conductor eléctricamente, (4) procesar el primer bloque, después de que el primer bloque se enfrié, como para romper el primer bloque carbonizado en un material de carbón conductor granular uniforme, (5) disolver por lo menos una forma de material del grupo consistente de dihidroxi bencenos, dihidroxi naftalenos, trihidroxi bencenos y trihidroxi naftaleno y mezcla de los mismos, en un reticulador (por ejemplo, formaldehído (solución de formalina al 37%)) para formar un segundo licor (segundo licor anterior a la reacción), (6) humedecer el material de carbón conductor granular procesado con un solvente, el segundo licor (segundo antes de la reacción), (7) agregar un reticulador final (solución de formalina al 37%) al segundo licor, solvente, y la mezcla de material de carbón granular procesado y mezclarlo por tiempo suficiente y a una temperatura suficiente hasta que la mezcla se polimeriza en un segundo sólido (bloque), y (8) quemar el segundo bloque por un tiempo suficiente y a una temperatura suficiente de modo que el segundo bloque se carboniza en una estructura conductora eléctricamente que es un material de carbón homogéneo uniforme. Existe un número de ventajas para tener un electrodo más homogéneo, como se puede observar en la presente invención. Por ejemplo, la producción de un electrodo homogéneo es importante para optimizar la operación del aparato, la remoción de iones, la resistencia, porosidad, características de flujo, perdida de cabeza e integridad física de los electrodos. En contraste, la presente ¡nvención tiene más capacidad de iones comparadas con los electrodos de la técnica anterior que contienen refuerzo de carbón. Aunque el proceso convencional que utilizaba fibras de carbón como un material de relleno, el nuevo proceso aquí descrito no utiliza un material rellenador y por lo tanto tiene menos ingredientes de materia prima. Además, el uso de la fibra de carbón como material rellenador en los electrodos de la técnica anterior reduce la cantidad del área del electrodo (área de superficie) que está funcionalmente activa durante el proceso de separación. En otras palabras, el rellenador de material de fibra de carbón únicamente actúa como un espacio muerto dentro del electrodo. Además, una de las desventajas de utilizar el refuerzo de fibra es que no contiene las estructuras para absorber los iones de la solución de modo que su adhesión reduciría los sitios activos para remoción de iones. El presente electrodo supera esta desventaja y deficiencia. Existe un número de ventajas que se pueden realizar teniendo un electrodo más homogéneo. En particular, la capacidad de resistencia, y la distribución eléctrica en el electrodo son más uniformes cuando el electrodo (placa), es homogéneo. Además, el electrodo presente supera un número de deficiencias de los electrodos de la técnica anterior que no solucionan un problema en que se haga posible producir un electrodo de auto soporte grueso que este hecho todo del mismo material de carbón. Los electrodos actuales también producen un índice de remoción más uniforme o lo balancea para tanto los iones negativos como positivos. Además, la manufactura del electrodo con el presente método proporciona un material uniforme continuo que tiene la capacidad de eliminar el material cargado (iones) del agua. Debido a que el electrodo no contiene rellenador o reforzador inerte, todo el material del electrodo posee esa característica. El proceso también reduce la oportunidad de que el proceso de manufactura de cómo resultado una reacción exotérmica excesiva. Debido a que la reacción de polimerización es dividida en dos partes, es decir, una reacción previa y una reacción final, la cantidad de calor generada en cada paso es limitada. Esto también reduce el riesgo para aquellos que realizan la reacción, y también reduce la complejidad del equipo utilizado para fabricar estos electrodos.

Otras características y ventajas de la presente ¡nvención se podrán apreciar a partir de la sig uiente descripción detallada cuando es leída en conjunto con los siguientes dibujos. Breve Descripción de los Dibujos Las características anteriores y otras características de la presente invención podrán ser apreciadas más fácilmente a partir de la siguiente descripción detallada, y los dibujos de las modalidades ilustrativas de la invención en los cuales: La figura 1 es una vista en perspectiva, de un electrodo de separación electroquímica, de acuerdo con una primera modalidad. La figura 2 es una vista esquemática que ¡lustra un blanco o material de electrodo que está siendo insertado en un aparato de calentamiento que es formado de dos refractarios; La fig ura 3 es una vista en perspectiva de un electrodo con una conexión eléctrica a un conductor de acuerdo con una primera modalidad ; La fig ura 4 es una sección transversal tomada a lo largo de la l ínea 4-4 de la figura 3; La figura 5, es una vista en perspectiva de un electrodo con una conexión eléctrica a un conductor de acuerdo con una segunda modalidad; La figura 6 es una vista transversal tomada a lo largo de la línea 6-6 de la figu ra 5; La figura 7 es una vista en perspectiva de un electrodo con una conexión eléctrica a un conductor de acuerdo con una tercera modalidad ; La figura 8 es una vista transversal tomada a lo largo de la línea 8-8 de la figura 7; y La fig ura 9 es una gráfica que muestra los resultados del análisis de difracción de rayos-X (XRD) realizado en materiales del electrodo hechos de acuerdo con la presente invención comparados con los materiales de electrodos convencionales. Descri pción Detallada de la Invención Como se pudo observar anteriormente, la presente invención se relaciona con un electrodo y aparatos de desionización de agua que emplea el electrodo. El electrodo de la presente invención tiene características de resistencia superior, conductancia y de absorción comparadas con los electrodos de la técnica anterior para la desionización del agua. Tal vez de una manera importante, el proceso de manufactura es simple y en ciertas modalidades se emplea materiales de partida fácilmente disponibles. Por lo tanto, la presente invención facilita grandemente el desarrollo de aparatos de desionización de agua efectivos en costo para uso en la descontaminación , en áreas industriales, comerciales y residenciales. Electrodos que no Son de Sacrificio La presente invención generalmente se refiere a un electrodo de separación electroq uímica 1 00 (fig ura 1 ), para eliminar partículas cargadas, iones, contaminantes e impurezas del ag ua, fluidos y otros flujos de procesos de líq uidos polares o acuosos, y sus aplicaciones adecuadas. Por ejemplo, y de acuerdo con una modalidad de ejemplo, el presente electrodo 1 00 es particularmente adecuado para utilizarse en un aparato de desionización que incluye un número de electrodos verticales acomodados en paralelo 1 00. Como se explicará más adelante, que el aparato puede incl uir un solo tipo de electrodos, el aparato puede ser formado de más de un tipo de electrodos acomodados en un patrón alterno dentro del aparato. Por ejemplo, y de acuerdo con un esquema de desionización , el electrodo de un solo tipo es utilizado y acomodado de modo que los electrodos adyacentes sean cargados de manera opuesta para atraer las partículas de la carga opuesta. Deberá quedar entendido y apreciarse q ue el aparato únicamente ilustra un uso del presente electrodo y existe un gran número de otros usos para el electrodo, incluyendo otras aplicaciones de desionización así como otros tipos de aplicaciones. El electrodo 1 00 puede ser utilizado en un sistema a través de flujo, de flujo o de lote o con la configuración de modo que el fluido pueda utilizar un área de superficie cargadas para atraer de manera opuesta, iones cargados, partículas, etc. Un estructura 30 puede ser colocada alrededor del electrodo 20 para proporcionar un soporte estructural alrededor del perímetro del electrodo 20. El aparato puede ser construido en un número diferente de maneras y el electrodo puede ser acomodado en cualq uiera de los diferentes patrones dentro del aparato. Por ejemplo, las patentes norteamericanas números 5,925,230; 5,977,015; 6,045,685; 6,090,259; y 6,096, 179, los cuales están incorporados a la presente descripción en su totalidad como referencia, describen construcciones adecuadas para el aparato 10 así como adaptaciones adecuadas para los electrodos contenidos en los mismos. Como se explicó anteriormente, en una modalidad, el aparato ¡ncluye un número de electrodos conductores que no son de sacrificio y cada uno se encuentra en la forma de un elemento y parecido a una placa plana, que juntos forman una celda de desionización. Durante la operación, se establece una potencial de voltaje entre un conjunto de electrodos adyacentes. Esto es logrado, conectando un cable de una fuente de voltaje a otra fuente de los electrodos y otro cable es adherido a los electrodos que están adyacentes al electrodo para producir un potencial de voltaje entre ellos. Esto puede dar como resultado que los electrodos adyacentes estén siendo cargados de manera opuesta. Sin embargo, deberá quedar entendido que la modalidad de la placa descrita anteriormente es únicamente de ejemplo en su naturaleza y no limita la presente invención ya que la presente invención puede ser fabricada para que tenga un numero de diseños además de la configuración de placa. El electrodo 100 de la presente ¡nvención generalmente está formado en una serie de pasos que incluye introducir un material de carbón conductor granular en un licor de polímero (formado de un monómero de polimerización y un reticulador), para fundir un blanco, carbonizar el blanco, y luego generalmente maquinar el blanco carbonizado para formar un electrodo. Como se describe más adelante con más detalle, el material conductor g ran ular puede ser ya sea preparado siguiendo un n úmero de pasos de procesamiento utilizando un material que corresponde al proceso de man ufactura del electrodo o puede ser obtenido comercialmente. Preferentemente, el material conductor granular es previamente humedecido y desaireado antes de que el sólido de polímero sea formado. En el ejemplo en donde el material de carbón conductor granular es preparado como parte del proceso de manufactura del electrodo, se hace primero un blanco polimerizado, el cual puede estar libre de material de refuerzo gran ular, luego carbonizado y procesado para formar el material de carbón conductor granular utilizado en el electrodo final. El presente electrodo es formado de modo que no requiere el uso de un reforzador de fibra, el cual generalmente se encuentra en la forma de una fuente de carbón tal como un filtro de carbón, papel o fibra o mezcla de carbón/celulosa.

El blanco del electrodo, el blanco para preparar el material gran ular generalmente son formados a partir de licor de pol ímero, el cual es formado de un número de ingredientes q ue incluyen el monómero de polimerización , el reticulador, un catalizador opcional o activador, e ingredientes inertes, tales como agua, alcohol , etc. , como se describe con mayor detalle más adelante. El Licor de Polímero Por consig uiente, el licor de polímero se refiere a una mezcla que ¡ncluye un monómero de polimerización así como un reticulador que tiene la capacidad de disolver el monómero de polimerización como para suspender el monómero de polimerización en una solución. El licor de polímero tam bién puede contener ingredientes inertes, tales como agua, alcoholes, etc. Puede acomodar además un catalizador de polimerización, un activador q ue induce o acelera el proceso de polimerización . Monómero de Polimerización El monómero de polimerización debe de ser (i) capaz de reticularse con otros monómeros para formar el polímero el cual a la vez a la (¡i) puede ser carbonizado para formar un material conductor eléctricamente. En una modalidad, los agentes preferidos de polimerización se encuentran en la forma de grupos de poli, hidroxi arilo, especial mente, di y tri hidroxilbenceno y naftalenos. U n dihidroxi benceno específico para utilizarse en la presente ¡nvención es el resorcinol. En una modalidad específica, el monómero es seleccionado del grupo consistente de fenol , alcohol furfural, dihidroxibencenos, dihidroxinaftalenos, trihidroxibencenos y trihidroxinaftalenos y mezcla de los mismos. El resorcinol viene en muchos grados diferentes y puede ser obtenido de un número de proveedores en granulos, ojuelas u otras formas convencionales. Por ejemplo, el resorcinol en una forma adecuada para las formulaciones q u ímicas orgánicas, comercialmente disponible en Hoechst Celanese Company, puede ser utilizado para ser el presente electrodo.

Como se mencionó, un material preferido es el resorcinol catalizado con una base. El polímero resultante debe de tener la capacidad de ser carbonizado y dar como resultado un material altamente conductor. Por lo tanto, si el material va a sostener una forma, debe formar un carbón opuesto a formar una fase líquida durante cualquier parte de la carbonización. Como resultado, se considera que la estructura del anillo disponible en ciertos materiales naturales, tales como las cascaras de coco posee las estructuras básicas de sus estructuras de celulosa, las cuales pueden formar un carbón conductor el cual puede ser utilizado. Reticluador El solvente de licor de polímero generalmente se encuentra en la forma de una molécula bi-reactiva o agente de reticulación que puede disolver el agente de polimerización para formar el licor de polímero. Un solvente particularmente preferido es la formalina. Sin embargo, se pueden utilizar otros reticuladores ¡ncluyendo, glutaraldehído o una fuente sólida de formaldehído, tal como para formaldehído y metenamina y tetraamina de hexametileno. El formaldehído está disponible a partir de una variedad de proveedores, y también vienen en diferentes grados y formas. Por ejemplo y de acuerdo con una modalidad, el formaldehído puede encontrarse en la forma de formalina la cual es adecuada para tintes, resina y la conservación biológica, y se consigue en Georgia-Pacific Resin, Spectrum Chemical Company.

Catalizador El catalizador regula el índice de polimerización. Variando el tipo de catalizador, pueden ser alteradas la porosidad y resistencia del producto final. Cualquier número de catalizadores pueden ser utilizados siempre que sirvan para iniciar o acelerar la reticulación. Por ejemplo, para polímeros del tipo resorcinol-formaldehído, se puede utilizar un catalizador cáustico o básico y en particular, carbonato de sodio, hidróxido de sodio o hidróxido de potasio otros catalizadores básicos son adecuados para utilizarse en la presente invención. Cuando se utilizan componentes de metinol, el catalizador básico puede iniciar dicha reacción. También, se desea utilizar un catalizador que introducirá la menor cantidad de contaminación en la mezcla. Licores Previamente Preparados Aunque los ingredientes de partida preferidos para el blanco y el electrodo incluyen un licor mezclado de resorcinol/formaldehído, existen alternativas para mezclar estos reactivos. Los productos comercialmente disponibles y las mezclas que se hicieron reaccionar de resorcinol y formaldehído son disponibles bajo las categorías genéricas de resoles y novolaks. Cada uno de estos productos es una mezcla de resorcinol y formaldehído, y el catalizador que no se ha hecho reaccionar en proporciones molares darán como resultado una forma sólida. Estas alternativas permiten una mezcla manufacturada a la medida que para que pueda ser proporcionada que pueda ser diseñada para las proporciones molares y la viscosidad deseadas del catalizador, formaldeh ído y resorcinol. Material de Carbón Conductor Granular Como se describe a continuación con mayor detalle y como se utiliza la presente descripción, el termino "material de carbón conductor granular" se refiere a un material particulado que puede ser un material de blanco carbonizado, molido o puede ser otro material particulado basado en carbón. Los materiales de carbón conductor granular preferidos son aquellos los cuales ni sacrificarán en un campo eléctrico ni se disolverán en agua. Por lo menos o en alg unas aplicaciones, el carbón conductor granular también puede estar en la forma de nanotubos de carbón . Aunque en una modalidad, el material de carbón conductor granular es formado creando primero un blanco carbonizado y luego procesándolo para que sea roto en partículas más pequeñas, deberá quedar entendido que en otra modalidad, el material conductor de carbón puede ser comprado comercialmente y luego utilizado. El material conductor de carbón granular ag rega resistencia estructural y refuerzo, y por lo tanto, cualquier material que sea de refuerzo y permita q ue el material permanezca conductor y realice la remoción de iones es adecuada para utilizarse en la manufactura de los electrodos de la presente ¡nvención . Como resultado, ciertos carbonos activados y hasta estructu ras de carbón glaseados, pueden producir resultados satisfactorios en ciertas aplicaciones. Proceso para la Formación del Electrodo La meta de formar el electrodo es prod ucir u na estructura de carbón porosa homogénea conductora eléctricamente plana que funcione como un electrodo absorbente en un aparato de desionización que está construido para eliminar iones de un líquido cuando es aplicada a la corriente eléctrica. El proceso de manufactura para formar el electrodo generalmente incluye los pasos de polimerización de un licor (material de blanco), carbonizar el material del blanco polimerizado en un material de carbón conductor granular, polimerizar un segundo licor con el material de carbón conductor granular agregado al mismo y quemar o carbonizar el segundo material de refuerzo para formar un electrodo. También puede ser maquinado según se desee. Polimerización de Blanco De acuerdo con otro proceso de manufactura de ejemplo, el monómero de polimerización y el reticulador son medidos en cantidades apropiadas para formar licor del polímero que es utilizado para formar una reacción parcial de blanco previo y mezclado. Después de que la primera reacción de polimerización ha terminado, el polímero del blanco previo, es mezclado con el reticluador adicional para formar un blanco con las características físicas deseadas. Todas las mezclas son agitadas hasta que quedan homogéneas. Un iniciador de polímero (catalizador) puede ser agregado para acelerar la reacción, sin embargo, es posible que el proceso de polimerización proceda sin el uso de un iniciador en este caso, la polimerización ocurre como resultado del paso del tiempo. El licor de polímero es abastecido en un molde (por ejemplo, un molde de formación de parte superior abierta) que preferentemente es mantenido en una temperatura controlada. La temperatura del molde puede ser mantenida en una temperatura deseada utilizando cualquier numero de técnicas convencionales, incluyendo el uso de elementos de calentamiento o el uso de un baño o similar que contenga la capacidad de mantener el molde a una temperatura deseada. Después de permitir que el sólido formado se asiente por un período de tiempo suficiente, el sólido endurecido es sacado del molde y carbonizado. El proceso de formación de material de refuerzo de blanco comienza de esta manera con la formación de licor de polímero con una proporción molar aproximadamente de 0.4-0.6 a 1 .0 del reticulador al monómero de polimerización . Por ejemplo, un lote de 7500 gramos de sólido resorcinol es agregado a 2765 gramos de sol ución de formalina (formaldehído al 37% con 1 1 % de metanol). Después de que la primera reacción ha terminado y se ha enfriado un vol umen de reticulador final es agregado a la mezcla resultante en una proporción molar de aproximadamente 1 .2-1 .8 a 1 de reticulador a monómero de polimerización. Por ejemplo, se agregan 4975 gramos adicionales de la solución de formalina (formaldehído al 37% con 1 1 % de metanol) es agregado a la mezcla de este ejemplo específico. Deberá quedar entendido que las cantidades mencionadas anteriormente son únicamente de ejemplo en su naturaleza, y que estas cantidades pueden ser escaladas linealmente, ya sea hacia arriba o hacia abajo para hacer cantidades totales diferentes de la mezcla inicial que es utilizada para formar el blanco. El índice en el cual se disuelve el monómero de polimerización en el reticulador depende de un número de factores, ¡ncluyendo la proporción molar entre los dos materiales. La mezcla o agitación de la combinación debe ayudar al proceso y por el contrario, la elevación de la temperatura puede dar como resultado que el proceso sea acelerado. Como es generalmente conocido, cuando se viene a disolver un material en otro material, el tiempo puede ser negociado para una temperatura y por lo tanto, existe un número de rangos diferentes de temperaturas y tipos que pueden ser utilizados para disolver el monómero de polimerización en el reticulador. El licor de polímeros permite entonces que polimerice que colocando el licor de polímero en condiciones adecuadas para permitir que proceda el proceso de polimerización. Un catalizador también puede ser utilizado para facilitar la polimerización del polímero. El tiempo de polimerización, el catalizador y la temperatura son controladas, siendo mantenida preferentemente la temperatura entre 21 .1 1 °C (70°F) y 51.66°C (125°F). En vista de lo anterior, el medio óptimo para ser el blanco es controlar la temperatura durante la polimerización para producir una estructura sólida uniforme. El Molde El molde que es utilizado para formar el blanco puede tener un número de configuraciones diferentes y puede ser formado de un número de materiales diferentes. Por ejemplo, el molde de formación puede ser una charola o de formación de acero inoxidable, tal como acero inoxidable 304, que es de forma cuadrada. Sin embargo, se podrá apreciar que el molde puede ser formado de otros materiales, tales como aluminio o plásticos, que específicamente no tienen características de enlace alg unas con el líq uido del polímero. Un tipo de plástico que es adecuado para hacer el molde es polietileno, sin embargo, se pueden utilizar otros plásticos para formar el molde. El molde preferentemente es preparado para recibir el licor de polímero. Más específicamente, sí el molde tiene un textura que se pegará a la pieza de trabajo, entonces el agente de liberación del molde es utilizado para facilitar la remoción del sólido que es formado posteriormente en el molde. Un agente de liberación del molde de ejemplo es cera de carnauba, que es dispersada en las superficies del molde antes de la adición del licor de polímero. Deberá apreciarse que existen otros agentes de liberación del molde que pueden ser utilizados con el molde. Si el agente de liberación del molde no es utilizado, entonces puede ser incorporado directamente un recubrimiento dentro del molde de metal . Por ejemplo, un recubrimiento de polietileno puede ser incorporado directamente en un molde de acero y esto elimina la necesidad de utilizar un agente de liberación aplicado. Sin embargo, deberá quedar entendido que el recubrimiento del molde también puede ser hecho de otros materiales, tales como papel craft, o cualquier otro material que no se enlace con el pol ímero.

Aunque el molde puede ser de cualquier forma o geometría en el que puede ser vertido el licor de polímero, también puede ser un molde de inyección. Como es conocido, el molde de inyección incluye dos porciones complementarias q ue coinciden para formar una envoltura. Una o ambas de las porciones complementarias está provista con una entrada a través de la cual el l íquido del polímero es introducido, y el molde de inyección está provisto además con una ventila. La inyección puede tener lugar en u n amplio rango de presiones, dependiendo del tipo de técnicas de moldeado por inyección utilizadas, la viscosidad del inyectante, y otros factores. En una modalidad alternativa, el molde es un contenedor con una tapa. Sin embargo, se podrá apreciar que el molde alternativamente puede ser una cavidad sellada que es entonces regulada en términos de su temperatura. Por ejemplo, el molde puede ser sumergido en un baño controlado con temperatura que sirve para controlar la temperatura del molde mismo. Sin embargo, el molde puede tener una condición sólida de un regulador de temperatura a través del flujo que sirve para controlar la temperatura del molde. Cura del Blanco En una modalidad , el molde que contiene la mezcla de licor de polímero es introducida a un calentador de tipo de convección entre aproximadamente 21 .1 TC (70°F) y 62.77°C (145° F) por un período de tiempo de aproximadamente de 24 a 72 horas. Pueden ser utilizadas otras fuentes de calor. Durante ésta etapa de cura, los bloques curados en el molde son duros, y se amortiguan con algún formaldehído sin reaccionar y eléctricamente no son conductores. U n propósito de éste calentamiento del molde, es acelerar el endurecimiento o contracción de modo q ue el bloque pueda ser sacado del molde. El licor polimerizado se encuentra en este momento con una apariencia ámbar, vidriosa, de forma de u n sólido polimerizado al que generalmente nos referimos como un xerogel . Después de que el licor de pol ímero ha sido ajustado y convertido en un sólido, es sacado o liberado del molde. Carbonización del Blanco Después de que el polímero sin refuerzo del blanco no conductor ha sido curado y es sacado del molde el blanco es colocado en un horno para quemar y carbonizarlo en un material de carbón conductor granular. Preferentemente, el proceso de carbonización se lleva a cabo en un horno y es calentado por cualquier número de medios, incluyendo pero sin limitarse a ser calentado por electricidad , gas natural, energía ultravioleta o infrarroja, etc. En una modalidad ilustrada generalmente por la figura 2, el aparato de calentamiento es un calentador infrarrojo, generalmente indicado con el n úmero 200. Los solicitantes actuales han descubierto que el uso de calentador infrarrojo produce un número de ventajas deseadas, incl uyendo ahorros importantes de tiempo del proceso de preparación. Más específicamente, el proceso de carbonización generalmente toma de 1 a 4 horas en un modo convencional, mientras que el proceso de carbonización ha sido cortado entre aproximadamente 10 minutos y aproximadamente 30 minutos. Esto da como resultado no solamente ahorros de tiempo importantes sino también un ahorro de costos ya que el tiempo de producción es. reducido de manera importante. Además, el uso de un horno infrarrojo ofrece un número de otros beneficios/ventajas, incluyendo la capacidad para tener el control de tiempo real de la temperatura. Más particularmente, los hornos convencionales tienen tiempos de respuesta lentos ya que cuando el cambio de temperatura es necesario y el horno recibe instrucciones para cambiar la temperatura, existe generalmente un período de tiempo importante antes de que se realice dicha nueva temperatura. En contraste, el uso del horno infrarrojo presente para carbonizar los electrodos presentes así como el material de refuerzo granular permite el control de tiempo real presente de la temperatura dentro del horno ya que la temperatura puede ser cambiada rápidamente, de ser necesaria y mantenida en una temperatura específica, las características del material pueden ser controladas, pudiéndose controlar precisamente el perfil de calentamiento del horno en tiempo real, las propiedades de funcionamiento eléctrico por ejemplo, conductividad, etc. , del electrodo pueden alterarse y ser diseñada a una aplicación específica. De manera provechosa, la construcción del horno puede conducir a una manera mejorada para introducir calor al blanco que es colocado en el horno para propósitos de carbonización del mismo.

En una modalidad, el honro incluye dos componentes calientes 210, 220, los cuales pueden ser en la forma de dos paneles de calentador infrarrojo cuando el horno 200 es un horno infrarrojo. En otra modalidad, el horno incluye un primer refractario y un segundo refractario y de acuerdo con una modalidad, el primer refractario es un refractario fijo, y el segundo refractario es un refractario movible. El refractario movible puede estar colocado dentro del honro de modo que representa el refractario superior de los dos refractarios, sin embargo, se podrá apreciar que el refractario ¡nferior puede ser configurado de modo que es el refractario movible opuesto al refractario superior. El refractario tiene un propósito doble, pero cuando es utilizado en el proceso de carbonización con los blancos, el propósito de refractario es obtener los grados correctos por minuto y por gramo en el calentamiento de modo que el material del blanco sea elevado completamente a una temperatura previamente determinada. Por ejemplo, el material del blanco es calentado a una temperatura entre aproximadamente 700°C y 1000°C. Otro parámetro para observar es la atmósfera del honro. En el proceso presente, la atmósfera del horno no está controlada por el gas inerte sino más bien, la atmósfera es controlada por el diseño del horno. Más específicamente, el diseño del horno es tal que evita que él oxígeno se encuentre en contacto con la mayor porción de la superficie del material del blanco debido a la presencia y construcción de los refractarios superior e ¡nferior. Sin embargo, se podrá apreciar que la atmósfera del horno puede ser controlada utilizando tanto gas inerte como por el diseño del horno. En otras palabras, un gas inerte, tal como nitrógeno, puede ser utilizado para controlar la atmósfera del horno opuesta a utilizar gases del escape para realizar ésta característica. De acuerdo con una modalidad, el material se encuentra en un entorno carente oxígeno debido a que los refractarios evitan que penetre la forma de oxígeno. El horno es purgado de la atmósfera a través de los gases de combustión creados en los primeros minutos iniciales de la carbonización. Después de estos minutos iniciales, no existe aire que se ponga en el horno y por lo tanto, el material se encuentra en un entorno de oxígeno reducido. Deberá apreciarse que el propósito de quemar el material del blanco es convertirlo de un polímero fenólico o plástico en un material de carbón. En otras palabras, el proceso del quemado es un proceso de carbonización. Los rangos de temperatura adecuados para el horno se encuentran entre aproximadamente 700°C y aproximadamente 1000°C. Las temperaturas que no son adecuadas son aquellas temperaturas en las cuales las características físicas del material del blanco se convierten en indeseables con respecto a varios aspectos, incluyendo pero sin limitarse a, la conductividad eléctrica, conductividad de volumen y la resistencia. La resistibilidad de volumen del material carbonizado es alta cuando la temperatura se encuentra debajo de 700 °C, y si la temperatura del horno es demasiado alta el material llegará a quedar demasiado grafitico.

Sometiendo el material del blanco a las temperaturas anteriores se ocasiona la disecación y quemado adicional de muchas de las impurezas presentes en los ingredientes originales. Los blancos entonces son calentados por un período de tiempo previamente determinado para completar el proceso de carbonización y se ha determinado que el tiempo de calentamiento y la temperatura de calentamiento juntos depende del peso del blanco sin calentar. El protocolo de calentamiento es incluido de manera importante por el espesor del material. Se puede utilizar un termopar en la parte superior del material y es utilizado para comparar la temperatura del material con la temperatura del horno, con la temperatura del horno del material transcurriendo la temperatura del horno. La resistibilidad de volumen es una de las revisiones principales para ver si ha sido convertido en una forma de carbón que se puede utilizar. La carbonización del material del blanco comprende tomar el material de plástico y convertirlo en carbón. Después de q ue el material de blanco ha sido quemado y carbonizado completamente, el horno es abierto, y el material de blanco carbonizado tiene un brillo color naranja debido a la temperatura del material . El material de blanco será fracturado y en piezas y como resultado del proceso de carbonización. Los blancos pueden ser quemados en un contenedor, tales como una charola de acero inoxidable, para evitar la perdida del material. La charola retiene el material quebrado o fracturado de modo que la recuperación del horno es completa. Aunque el acero inoxidable puede ser adecuado en algunas aplicaciones, el acero inoxidable no tiene que ser el material seleccionado del contenedor, sin embargo, el material seleccionado debe poder resistir las temperaturas altas y no agregar contaminación al material de carbón conductor del blanco. El contenedor es sacado mecánicamente con unas tenazas o un jalador, o algún otro tipo de herramienta que permita que el contenedor sea sujetado de manera segura y luego sacado de la forma del horno caliente. Conforme la charola es sacada del horno, existe un chisporroteo ligero de la flama que sale del material de blanco conforme sea expuesta al oxígeno. Con el objeto de evitar el quemado de material después de que el contenedor es sacado del horno, un bloque de refractario puede estar provisto, mantenerse en el contenedor para evitar que la forma de oxígeno lleg ue al blanco. También es posible crear un entorno en donde el material se pueda enfriar rápidamente. U na vez que la temperatura de blanco alcanza una temperatura previamente determinada, tal como de 200 °C, el blanco carbonizado puede ser sacado de un entorno de oxígeno reducido creado por el bloque adherido. Formación del Material Conductor Granular U na vez q ue el blanco ha sido enfriado a temperatura ambiente, entonces el blanco es procesado adicionalmente. Más específicamente, el blanco a temperatura ambiente es introd ucido a un proceso q ue está configurado para romper el blanco en piezas más pequeñas. Una modalidad de ejemplo, el blanco es operado a través de un proceso de molido de martillo que lo aplasta que es construido para romper el blanco en partículas que son de un tamaño y distribución conocidos. Cualquier número de métodos diferentes puede ser utilizado para romper el material en partículas más pequeñas. Un método preferido para romper el blanco es operar el m í¡aterial del blanco carbonizado a través de un molino de chorro. El m í<olino de chorro requiere una etapa previa al aplastamiento debido al hecho de que el molino del chorro no puede manejar partículas alimentadas mayores de un 1 /8 de pulgada de diámetro. Esta etapa previa puede ser cualquier medio que sea que proporcione el tamaño apropiado para el material de alimentación para el molino de chorro. Este material es extremadamente duro y abrasivo de modo que el carburo de tugsteno o un material igualmente duro deberá ser considerado como el material que lo aplaste cuando se utilizan los molinos de martillo o equipo similar. Por lo tanto, se podrá apreciar que cualquier número de procesos y técnicas de molino convencional pueden ser utilizados para formar un material de carbón conductor granular. Las técnicas aquí descritas son únicamente de ejemplo y no limitan la presente invención de modo alguno. De acuerdo con una modalidad , el primer paso es utilizar el aplastador para aplastar pedazos grandes y por ejemplo, el aplastador red uce los pedazos grandes de los blancos a un tamaño previamente determinado más peq ueño, por ejemplo de aproximadamente 1 /8 de pulgada de tamaño antes de paso posterior de utilizar el aparato de molino de chorro. Este primer aparato por lo tanto es una herramienta preliminar o un aparato (rompedor de grumos o un aplastador) que es utilizado antes del paso del molido de chorro. El material de 1 /8 de pulgada es tomado entonces del rompedor o aplastador de grumos en el molino de chorro. El molino de martillo está configurado con martillos correctos, y espacios y RPMs todos de los cuales son variables para producir el tamaño de distribución de partícula que se desea. Todavía otra función que puede ser controlada en su rango de alimentación del material de blanco roto dentro del molino de martillo. Se podrá apreciar que existen otros aparatos que pueden ser utilizados para moler o reducir el material de blanco a un tamaño de partícula más pequeño. Por lo tanto, el uso del molino de martillo no es crítico para el proceso presente y en vez de ello, se pude utilizar un molino de perno , molino de bola o molino de rodillo, etc. Después de que el material de blanco roto pasa a través del molino, las partículas resultantes del tamaño del material de blanco tienen un tamaño que se encuentra sustancialmente dentro del rango de aproximadamente 20 mieras aproximadamente 1 00 mieras con un porcentaje pequeño de partículas que se encuentran más allá de este rango. Sin embargo, este rango es únicamente un rango de ejemplo y se apreciara que dependiendo de la aplicación y de las dimensiones deseadas de las partículas aplastadas resultantes, el equipo (por ejemplo, el aplastador y el molino de martillo) pueden ser seleccionados y adaptados como para producir partículas de dimensiones deseadas determinadas. El propósito de formar un blanco que ¡ncluye la cura y luego la carbonización del mismo es formar un material de carbón conductor y luego molerlo es convertir el material carbonizado grande en partículas conductoras de tamaño de mieras más pequeñas. A este material también nos podemos referir como que es un material de carbón granular y también nos podemos referir a el cómo "arena negra" debido a su apariencia en términos de ser un material similar a la arena granular (partículas pequeñas) y su color negro. El material de carbón granular representa material de partida que es utilizado para reforzar el electrodo; sin embargo, es diferente que los rellenadores de fibra de carbón convencionales y tienen como resultado que el electrodo tiene una característica de funcionamiento eléctrico mejoradas. Procesamiento del Material Conductor Granular para Formar un Electrodo El material de carbón granulado generalmente es demasiado poroso, un material demasiado seco, particularmente si es preparado de un blanco de polímetro como se describió anteriormente. Por consiguiente, antes de agregar el licor de polímero, el material granular es humedecido primero con un líquido de humedecimiento de manera para producir un material de carbón granular humedecido y des-aireado. Los líquidos para humedecimiento adecuado incluyen, soluciones de formaidehído, agua, alcoholes de bajo peso molecular, y cualquier líquido que no interrumpa o cambie el proceso de polimerización . Los alcoholes adecuados incluyen metanol , etanol , n- propanol , I- propanol, n-butanol, l-butanol, y mezcla de los mismos. El alcohol o la mezcla de alcohol también pueden incluir agua. Los alcoholes son agentes de humedecimiento deseables debido a que son inertes, volátiles y tienen una tensión baja de superficie, la cual facilita la penetración de los poros en material granular. La Des-aereación del Material Conductor Gran ular Hu medecido U na de las razones para humedecer primero el material de carbón gran ular es saturar el material y conducir fuera todo el aire, el cual se encuentra tapado dentro del material poroso. Este proceso por lo tanto puede ser denominado un proceso de des-aireación. Debido a que el material de carbón gran ular tiene un área de superficie grande, el humedecimiento del material con el líquido de humedecimiento hace que el líquido de humedecimiento entre en los poros pequeños dentro del material carbón granular antes de que solidifiq ue el polímero. Esto es deseable e importante de modo que el enlace resulta para estas partículas de refuerzo (material de carbón granular) con el objeto de lograr características físicas y eléctricas q ue son necesarias para el electrodo. Por lo tanto, la des-aereación y el humedecimiento del material de carbón gran ular con el líquido de humedecimiento son pasos importantes para asegurar que el resultado final será un electrodo robusto q ue se puede utilizar. Durante este proceso, el material de carbón conductor granular es introd ucido lentamente a una mezcla de licor de polímero y líquido de humedecimiento, con proporciones molares de aproximadamente 0.4 - 0.6 a 1 .0 de reticulador a monómero de polimerización con un líquido de h umedecimiento del cual es aproximadamente del 20% al 30% de volumen del material conductor granular por medio de la mezcla en temperaturas inferiores a 37.77°C (1 00°F). Durante este tiempo, salen burbujas de aire visibles de la mezcla. Preferentemente, este procedimiento se hace en un entorno de tanque sellado que es o puede ser conectado a un vacío e incluye un tipo de mecanismo de agitación en el tanque para asegurar que la mezcla es agitada. A dicho recipiente nos podemos referir como un tanq ue de vacío de des-aereación o un tanque de agitación de des-aereación. En una modalidad , el tanque es construido de materiales de acero inoxidable al 304, y tiene una rueda de agitación diseñada correctamente dentro para agitar de una manera constante y controlable el material hu medecido. Cuando el tanque es conectado de manera operativa a un vacío para realizar la des-aereación del material , el tanque es llenado primero con el material de carbón granular seco y se crea el vacío. La resistencia del vacío depende de diferentes parámetros y de la aplicación determinada; sin embargo, las resistencias de vacío adecuadas son del orden de entre aproximadamente dos a cuatro atmósferas. Sin embargo, estos son únicamente resistencias de ejemplo, y la resistencia real de dicho vacío no es crítica para la práctica de la presente invención.

Después de que es formado el vacío, el pol ímero líquido con el líquido de humedecimiento es introducido bajo vacío y la forma de gas dentro del tanque es ventilada conforme el líquido desplaza el gas dentro del tanque. Por lo tanto, el gas es ventilado, y es desplazado fuera del tanque, y se permite que el líquido llene los espacios dentro del material de carbón gran ular reducido por vacío. El vacío no es reducido o liberado hasta que el material granular dentro del tanque ha sido cubierto por el líq uido . Se podrá apreciar que cualquiera de los licores de polímero anteriormente mencionados pueden ser utilizados en el proceso de des-aeración. La des-aereación del material da como resultado la formación de un electrodo mejor debido a que el proceso de des-aereación afecta la densidad del electrodo así como otras propiedades físicas. Después de que el material de carbón granular humedecido es des-aereado, los sig uientes pasos del proceso de formación del electrodo son agregar una cantidad final del reticulador y polimerizar el material en una temperatura previamente determinada correcta. Polimerización de Material de Carbón Granular Hu medecido Cualq uier irregularidad de la manufactura del electrodo podrá resultar en una falla que diga que no se pudiera utilizar el material. Los solicitantes actuales han observado que el control de la temperatura en el paso de polimerización es más importante en la producción del electrodo de un material de carbón granular comparado con la formación real del material de carbón granular.

Existe por lo menos varios aspectos importantes en la polimerización . Un aspecto es q ue el material de carbón granular se asentará si no es agitado durante el proceso de polimerización y como resultado, la agitación del material de carbón granular es necesaria con el objeto de mantener el material en suspensión. La agitación se puede lograr utilizando cualquier nú mero de tipos diferentes de aparatos como se describieron anteriormente. Un mezclador estático en línea, similar a una boquilla de extrusión, puede ser utilizada también y esto comprendería el control de la polimerización hasta el punto en donde la mezcla es lo suficientemente gruesa de modo que las partículas no se asientan una vez que han sido extruídas dentro del molde. Además, el material debe ser polimerizado a una temperatura y rango que no de cómo resultado quemado o grumos y la agitación del material debe continuar hasta que el material puede ser abastecido dentro del molde sin asentamiento. U na alternativa para formar el licor de polímero del monómero de polimerización, reticulador, etc, es utilizar una mezcla comercialmente disponible que reduce algo del tiempo de preparación. Sin embargo, aún cuando es utilizada la mezcla que se consigue comercialmente, es importante combinar las proporciones molares apropiadas, sin importar la fuente de formalina y resorcinol con el material de carbón gran ular des-aereado. El licor de polímero y el material de carbón g ran ular son mezclado bajo una temperatura controlada seleccionada que preferentemente es inferior a 51 .66°C (125°F), siendo expuesta el área de superficie de la misma al intercambiador de calor masivo. La cantidad de agitación que es requerida depende de un número de factores, ¡ncluyendo si un catalizador, tal como un catalizador básico es utilizado. Como se mencionó anteriormente, algunos catalizadores adecuados ¡ncluyen pero no están limitados a carbonato de sodio 1 M; hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, carbonato de calcio; bicarbonato de calcio, etc. La meta de la operación de mezclados es producir un material que es tan homogéneo como sea posible conforme este se espesa a su condición endurecida en una de las cuales el material de carbón granular preferentemente es distribuido de manera substancialmente uniforme tanto vertical como horizontalmente. También se podrá apreciar, que el proceso de polimerización puede ser realizado bajo presión ya que permite que varios parámetros relacionados con el proceso sean controlados. Por ejemplo, si el molde es colocado en un recipiente de presión y luego se hace reaccionar para polimerizar el material contenido en el mismo, la presión puede ser aumentada; en tiempo necesario para la polimerización del producto puede ser acortado, y la temperatura de polimerización puede ser controlada. También es cierto cuando el licor de polímero es polimerizado para formar el blanco que es utilizado para formar el material de carbón conductor granular. Después que la agitación de la mezcla es detenida, y la mezcla ha obtenido la consistencia correcta, el material es colocado en un molde. En una modalidad, el molde que contiene la mezcla de licor de polímero es introducido a un calentamiento de tipo de convección entre aproximadamente de 21 .1 1 °C (70° F) y 62.77°C (145° F), por un período de tiempo de aproximadamente de 24 a 72 horas. Otras fuentes de calentamiento pueden ser utilizadas para mantener la temperatura deseada. Durante esta etapa de cura los bloques curados en moldes son d uros con algún formaldeh ídos sin reaccionar, y son eléctricamente no conductores. Un propósito para este calentamiento del molde es completar la polimerización y permitir el end urecimiento y contracción de modo que el bloque pueda ser sacado de la forma del molde. Carbonización del Material del Electrodo Después de que un electrodo se ha curado por un período de tiempo suficiente entonces es sacado del entorno de cura hermético al aire y es colocado dentro de un entorno de quemado por el que pasará la carbonización . Este entorno general mente se encuentra en la forma de un horno (horno) o similar, y preferentemente, el horno es construido de la misma manera descrita anteriormente con referencia a la polimerización del material de blanco. En otras palabras, el horno está configurado e incl uye, un refractario fijo y un refractario movible. El electrodo mismo, sin una charola de molde, es insertado dentro del horno y el refractario movible es bajado a su lugar sobre el electrodo y luego la puerta del horno cerrada. Durante el proceso de quemado, es importante que el electrodo log re una temperatura de aproximadamente 900°C a 975°C de orilla a orilla. En otras palabras, el electrodo de pol ímero es calentado de modo que el material del electrodo es calentado a esta temperatura completamente a través del electrodo de una manera homogénea. Después de que el electrodo es sostenido en esta temperatura por un período de tiempo predeterminado, entonces el electrodo es sacado del horno, y probablemente comenzará a quemarse cuando se pone en contacto con un entorno de oxígeno. El electrodo es colocado dentro de una caja de aglomeración o similar en donde como una vez más es mantenido el entorno del oxígeno reducido hasta que el electrodo se enfríe a una temperatura de aproximadamente 200°C. Tan pronto como el electrodo alcanza esa temperatura fría, el electrodo es sacado de la caja de aglomeración y se permite que se enfríe a temperatura ambiente. Tamaño de Partícula de Material Granular Utilizada para Hacer el Electrodo Con respecto al tamaño de partícula y la distribución del tamaño de partícula, la variabilidad de estos parámetros puede ser utilizada para influir por lo menos en cuatro características del electrodo. Mas específicamente, las cuatro características son (1 ) resistividad; (2) friabilidad la cual es una medida de si el material se separa y conforme es tocado, molido, o manejado de otra manera; (3) resistencia física del material-el material necesita tener una resistencia física suficiente con el objeto de que el material sea acerrado limado, portado, ranurado, y soldado, etc; y (4) la capacidad del electrodo para absorber el agua bien. Se ha observado que cuando el electrodo es formado por partículas grandes (200 mieras o mayores) el electrodo resultante tiene muy buenas características de flujo pero tiene una resistencia física muy deficiente y u na friabilidad y resistividad deficientes. Por el contrario, cuando el material de carbón molido se encuentra en la forma de un polvo, que tiene u n tamaño que se encuentra debajo de una décima de una miera, la resistencia del electrodo sube. Aumentando la concentración de partículas pequeñas también se ocasiona que el electrodo tenga una dureza aumentada, y menos flujo a través de la porosidad . Por consiguiente, controlando el tamaño de partícula en la distribución de partícula se puede controlar, con un rango selecto, las características físicas, hidráulicas y posiblemente eléctricas del electrodo. En una modalidad, el material granular es formado de partículas en donde por lo menos el 75% de las partículas tienen un tamaño de partícula entre aproximadamente 20 mieras y 1 00 mieras. Maquinado/Acabado de los Electrodos Una vez que el electrodo se enfría a la temperatura ambiente, el electrodo tiene resistencia completa y en este punto, el electrodo puede ser manejado del horno y entregado a un procesamiento adicional o a un área de acabado del electrodo, la cual puede ser en la forma de acerrado, limado o un área de corte. En otras palabras, después de que el electrodo se ha enfriado a temperatura ambiente y se encuentra en su resistencia completa, el electrodo es maquinado o acabado o maquinado de otra manera para prod ucir un electrodo acabado, un primer paso de acabado de ejemplo es cortar las orillas del electrodo. Existen dos operaciones que tienen que ser realizadas en el electrodo. La primera es que el electrodo tiene q ue estar cortado y cuadrado y luego cubierto de arena a un espesor previamente determinado deseado. El electrodo por lo tanto es plano y completamente cierto en todas las superficies y por lo tanto, a esta operación le podemos referir como un cuadrado del electrodo. Un electrodo de ejemplo se encuentra en la forma de un cuadrado de 24 pulgadas cuadradas que tiene un espesor de aproximadamente 3/1 6 pulgadas a 3/8 pulgadas. El segundo paso es adherir la conexión eléctrica al electrodo que permitirá que el electrodo sea introducido a una fuente de energía. La selección del material es crítica considerando que la conexión eléctrica puede ser sumergida en u n entorno de tipo de campo eléctrico/agua. I ndependientemente de las medidas específicas de la placa del electrodo, cuando es utilizada en u n aparato de desionización , debe ser suministrada con un voltaje. Esto se puede hacer con una varilla o cable, tal como formado de cobre u otro conductor. Sin embargo, si la varilla o cable está expuesta al líquido que está siendo desionizado, la varilla o cable serán dañados (siendo sacrificados). Por lo tanto, se establece preferentemente una conexión seca entre la varilla o cable y la placa. Las fig uras 3 y 4 ilustran la forma en que dicha conexión seca puede hacerse entre el electrodo (placa de electrodo) 1 00 y un cond uctor 1 1 0, preferentemente un alambre de cobre aislado de entre 8 a 1 8 AWG , también se pueden utilizar otros espesores. La conexión entre el conductor 1 1 0 y la placa de electrodo 1 00 es formada perforando un canal o ranura 120 en la placa a lo ancho de una orilla de la misma. El conductor cortado 1 10 se mantiene sobre la ranura 120 de modo que el extremo libre del alambre se extiende hacia afuera lejos de la placa del electrodo 100 para la conexión eléctrica a una fuente de energía. El conductor cortado 1 10 entonces es adherido de manera segura y conectado a la placa del electrodo 100 por cualquier número de medios convencionales, ¡ncluyendo el uso del material soldador 130. Con el objeto de evitar que el agua alcance o descomponga la conexión eléctrica, se coloca un recubrimiento protector 140 a lo ancho de la placa del electrodo 1 10 para encerrar efectivamente la conexión eléctrica. Por ejemplo, la parte del electrodo 1 10 puede ser saturada con un epoxi no conductor de grado marino (tal como) resina #2 epoxi parte 2, que se consigue en Fibre Glass Evercoat de Cincinnati, OH. El epoxi no conductor 140 sella la región alrededor del alambre de cobre 1 10 mientras que no perturba la conexión eléctrica previamente existente entre el cable expuesto 1 10, y la placa (electrodo) 100. Deberá apreciarse que el recubrimiento protector no está limitado al material anteriormente mencionado si no más bien puede ser cualquier número de materiales diferentes siempre que el material se pueda enjuagar en una placa de electrodo del carbón 100 y no cede el sacrificio durante la operación de la placa del electrodo 100. Además, una vez que el recubrimiento protector es aplicado al carbón, el recubrimiento protector no puede cambiar su forma ya que esto conduciría y ocasionaría a un cambio de la forma de la placa del electrodo 1 00 , disminuyendo de este modo la integridad de la placa del electrodo 1 00. En otra modalidad mostrada en las figuras 5 y 6, la conexión eléctrica a la placa del electrodo 1 00 es formada perforando u na perforación 150 directamente dentro de la placa del electrodo 1 00 a . lo largo de una orilla de la misma, y preferentemente cercana a una de las esq uinas de la placa del electrodo 1 00. En la modalidad ilustrada, la perforación 1 50 es perforada en la orilla superior de la placa del electrodo 1 00 y luego un material soldador 1 52 es colocado dentro de la perforación 1 50 para rellenar esencialmente la perforación 1 50. Entonces es insertado, un conductor 1 60 dentro de la perforación llena 1 50 y es mantenida por fricción o mecánicamente en la misma, siendo colocado el material soldador entre el conductor 1 60 y la placa del electrodo 1 00. No existe enlace entre el material soldador y el carbón de la placa del electrodo 1 00 sino más bien, existe únicamente un encaje mecánico entre los mismos. El conductor 1 60 puede estar en la forma de un tornillo de cuerdas o similar que se adapta por medio de fricción dentro de la perforación llena 1 50 de modo que se sostiene de manera segura en la misma, y un extremo (el extremo libre) 1 70 del conductor 1 60 sobresale y se extiende hacia fuera de la orilla de la placa del electrodo 1 00. Este extremo del conductor 1 60 es libre para la conexión a la fuente de energía, y mediante un cacle eléctrico, o similar que es adherido al extremo libre del conductor 160. Alternativamente, el extremo libre del conductor 1 60 puede ser roscado de modo que se atornille completamente con un conductor roscado complementario tal como un conector o elemento de tornillo roscado como para permitir que el segundo conductor sea atornillado al conductor 160 para establecer una conexión eléctrica a la fuente de energía. Deberá observarse aquí que la conexión eléctrica sellada también puede ser hecha saturando primero la placa con un epoxi no conductor, perforando la perforación e insertando un cable de cobre cortado y luego aplicando epoxi adicional para formar un sello. Otras variaciones pueden incluir la formación de un canal, en vez de simplemente una perforación, en la orilla de la placa, y luego insertar la tira de alambre de un conector eléctrico antes de sellarlo con el epoxi. El principio básico es formar una conexión eléctrica en una región de la placa y luego sellar el área que rodea la conexión con un material que preferentemente no acepta las propiedades eléctricas de la placa (electrodo). Sin embargo, es posible utilizar diferentes tipos de plástico o epoxi como el recubrimiento protector sobre el alambre conductor siempre que el epoxi o recubrimiento protector tenga la capacidad de absorber en el electrodo y encerrar la conexión y evitar que el agua durante la operación haga contacto con el soldador y el alambre de cobre debido a que se sacrificará durante la operación. En otras palabras, la sustancia tiene que limpiarse dentro del electrodo y encerrarlo en el exterior sin afectar la conductividad eléctrica y sin aislar la conexión soldada. Las ventajas de este método es que se conserve la conexión eléctrica y hacer una conexión eléctrica fácil.

En otra modalidad , la conexión eléctrica al electrodo es formada utilizando una técnica de colocación de contacto roseando flama y generalmente es ilustrado en las figuras 7 y 8. En esta modalidad, el canal de ran ura 1 80 es formado (por ejemplo, por medio de maquinaria) a lo largo de una orilla de la placa del electrodo 1 00 y luego un material conductor 1 90 es roseado con flama sobre y a lo largo de una orilla de la placa del electrodo 1 00 como para formar y definir una trayectoria cond uctora o contacto eléctrico para la placa del electrodo 1 00. El roseado de flama del material conductor, el contacto puede ser formado fácilmente a lo largo del electrodo 1 80 y puede fácilmente ser formado para que tenga cualquier número de formas. Por ejemplo, el canal 1 80 que recibe un material cond uctor no tiene que ser simplemente lineal de naturaleza si no más bien puede incluir uno o más dobleces o curvas formados en el mismo por cualquier número de razones, ¡ncluyendo las aplicaciones y montaje y agitación . Después de colocar el material conductor 1 90 dentro del canal 1 80 para formar la trayectoria conductora, la estructura es sellada usando las técnicas descritas anteriormente. Por ejemplo, el material conductor 190 puede ser recubierto con un material de sellos 192 tal como uno de los materiales termoplásticos anteriores para conservar la integridad de la conexión eléctrica formada entre el material conductor 1 90 y el carbón de la placa del electrodo 1 00. Los solicitantes actuales han descubierto que el uso del material de carbón gran ular (ya sea creando este material del deshecho o iniciándolos con un material previamente preparado) el electrodo resultante 100 tiene una conductividad eléctrica aumentada, y el material de carbón granular refuerza el electrodo. Las especificaciones del electrodo 100 variarán dependiendo de la aplicación; sin embargo, los electrodos de ejemplo 100 tienen una densidad de aproximadamente 0.5 g/cm3 hasta aproximadamente 2.5 g/cm3. Las dimensiones físicas del electrodo 100 variarán de aplicación a aplicación; sin embargo, de acuerdo con una modalidad de ejemplo, el electrodo 100 tiene un espesor de aproximadamente 3/16 de pulgada hasta aproximadamente 3/8 de pulgada; una altura de aproximadamente 10 pulgadas hasta aproximadamente 24 pulgadas y un ancho de aproximadamente 10 pulgadas hasta aproximadamente 24 pulgadas. Mientras que el electrodo de ejemplo descrito anteriormente ha sido descrito e ¡lustrado, como que tiene una forma cuadrada, deberá ser entendido que el electrodo puede tener un cierto número de otras formas. Por ejemplo, el electrodo puede tener una forma rectangular, una forma triangular o cualquier otro tipo de forma, incluyendo formas regulares e irregulares, para aprovechar un flujo de las características mecánicas de estas formas. En otras palabras, y de acuerdo con una aplicación particular, los electrodos son acomodados en el aparato de desionización de modo que los electrodos proporcionen las superficies absorbentes paralelas definidas por una forma geométrica que tiene un espesor entre ellas. Por ejemplo, la forma geométrica ya sea una forma irregular o una forma regular y no es particularmente, la forma geométrica puede ser en la forma de un cuadrado, rectángulo, trapezoide, círculo, elipse, cilindro, etc. Eiemplo Un electrodo fue fabricado de acuerdo con los principios establecidos anteriormente, y las siguientes propiedades/características fueron medidas y se establece en las Tablas siguientes: ÁREA VOLUMEN TAMAÑO DE PORO Propiedad Valor Medido Diámetro promedio del poro 14,6238 A (4V/A) de Langmuir Diámetro promedio del poro de 59,5384 A absorción (4V/A) Se podrá apreciar que el ejemplo anterior es. únicamente un ejemplo ilustrativo y que no limita la presente invención. En otras palabras, las propiedades anteriores y los valores medidos son únicamente il ustrativos de los datos obtenidos por un electrodo particular de la presente invención , y por lo tanto, los electrodos hechos de acuerdo con la presente ¡nvención pueden estar fuera de los valores medidos anteriores. Además, los electrodos hechos de acuerdo con la presente invención pasan por análisis cuantitativos adicionales y los resultados fueron comparados con los resultados obtenidos de electrodos convencionales bajo las mismas condiciones de prueba. Más específicamente, los presentes materiales del electrodo fueron sometidos a u n análisis de difracción de rayos-X (XRD). Como es bien conocido , el análisis XRD caracteriza la naturaleza cristalina o amorfa de un material típicamente aunque no necesariamente sólido. Durante el experimento, las muestras de los electrodos actuales producidos mediante los métodos descritos anteriormente y que tienen las características descritas anteriormente, incluyendo los de la lista de los ejemplos anteriores, fueron pulverizados y colocados en un sujetador de muestra adecuado y luego expuestos para un rayo incidente de rayos-X. Lo mismo se hizo con otros materiales carbonáceos disponibles comercialmente con el objeto de comparar el análisis XRD (huellas del material para decirlo), de los materiales actuales, y materiales de los electrodos convencionales, y en particular, electrodos basados en aerogel (por ejemplo, MarkeTech Aerogels). Las partículas fueron de un tamaño menor de más de 200 mallas (74 mieras). Además, el análisis anterior y la prueba indicaron que las partículas fueron aproximadamente uniformes y por lo tanto, no fueron similares a varillas o placas. Las muestras de polvo pulverizadas fueron expuestas a radiación de longitud de onda alpha K cobre y fueron escaneadas, mediante un rayo incidente sobre un rango angular de 20 a 30 grados con una intensidad difractada medida en pasos de 0.2 grados. La estructura cristalina dentro de la muestra se muestra y es indicada por los picos de los trazos de intensidad difractada, los cuales son únicos para las estructuras o morfologías químicas cristalinas. En los materiales carbonáceos, el grafito tiene una estructura única del cristal y por lo tanto, un ajuste de los picos XRD que se pueden identificar. La figura 9 es una gráfica que muestra un análisis XRD de muestras de ejemplo de ambos electrodos hechos de acuerdo con la presente invención , los cuales se indican por la gráfica 300, y un electrodo convencional hecho de un material de Aerogel, generalmente identificado por la curva 31 0. los resultados de la Fig ura 9 ¡lustran curvas que reflejan una compilación de datos y un número de curvas resultantes de modo que la curva 300 es ilustrativa de una curva que ha sido calculada cuando el análisis XRD es realizado en los materiales del electrodo de la presente invención y similarmente, la curva 31 0 es ilustrativa de una curva que ha sido calculada cuando el análisis XRD es realizado en materiales de electrodo convencionales y en particular, en electrodos hechos de materiales de Aerogel. En los materiales del electrodo de la presente invención , uno de los picos grafiticos estaba presente aproximadamente a 25 grados en el eje horizontal . Este pico súper impuesto en un pico amorfo esencialmente amorfo muy ancho que se extiende de 1 5 a 35 g rados.

El pico g rafitico en ésta ubicación ha sido detectado en todas las muestras del electrodo hecho de acuerdo con el método de la presente ¡nvención, variando ligeramente la altura del pico (intensidad difractada) de un material de electrodo al otro debido a condiciones variables del proceso, tales como perfiles de calentamiento diferentes, por ejemplo, períodos de tiempo de calentamiento diferente y/o temperatura. Como se puede observar en la figura 9, la gráfica 31 0 que refleja los electrodos basados en Aerogel convencional no tiene mucho de dicho pico grafitico ni el área de aproximadamente 25 grados en el eje horizontal. De un modo similar, este pico grafitico estuvo también ausente en tres materiales comerciales de "carbón activado" sometidos al mismo análisis XRD. Por lo tanto, los materiales convencionales del electrodo parecen carecer de una estructura grafitica particular de los electrodos de la presente invención ya que el análisis XRD de estos materiales regularmente muestra una ausencia del pico grafitico del área de 25 grados del eje horizontal . Los solicitantes consideran que el actual es un pico grafitico en el análisis XRD de los electrodos actuales que indican que los electrodos actuales tienen una estructura cristalina diferente comparada con los electrodos convencionales los cuales utilizaron material de rellenar de carbón y por lo tanto esa estructura cristalina diferente resulta en los electrodos de la presente invención que tienen una capacidad de iones mejorada así como otras propiedades y características mejoradas descritas anteriormente.

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES 1 . Un proceso para formar un electrodo que comprende los pasos de: humedecer el material de carbón conductor granular con un líquido de humedecimiento, solvente y el primer reticulador para formar una primera mezcla; mezclar la primera mezcla con el segundo reticulador; mantener la primera mezcla por un período de tiempo suficiente a una temperatura suficiente hasta que la primera mezcla se polimeriza en un bloque; y quemar el bloque durante un tiempo suficiente y a una temperatura suficiente de modo que el bloque se carboniza en un substrato conductor eléctricamente.
2. 2. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque el monómero de polimerización es seleccionado del grupo consistente de dihidroxi bencenos, dihidroxi naftalenos, trihidroxi bencenos, y trihidroxi naftalenos y mezclas de los mismos.
3. 3. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque el primer reticulador y el segundo reticulador son formaldehído.
4. 4. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque el material de carbón conductor granular formado mediante: la disolución de por lo menos un material seleccionado de un grupo consistente de dihidroxi bencenos, dihidroxi naftalenos, trihidroxi bencenos y trihidroxi naftalenos y mezclas de los mismos, en el primer reticulador para formar una mezcla que se ha hecho reaccionar parcialmente; mezclar la mezcla que se ha hecho reaccionar parcialmente con un segundo reticulador para formar una segunda mezcla; mantener la segunda mezcla por un tiempo suficiente y a una temperatura suficiente hasta que la segunda mezcla se polimeriza en un blanco; quemar el blanco a una temperatura suficiente por un tiempo suficiente de modo que el blanco se carbonice en un elemento conductor eléctricamente; y procesar el blanco, después de que el blanco se enfría, como para romper el blanco carbonizado en material de carbón conductor granular.
5. 5. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 4, caracterizado porque el primer y segundo reticuladores son formaldehído y la primer y segunda mezcla son la misma.
6. 6. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 4, caracterizado porque la primera y segunda mezclas comprenden una mezcla de formaldehído y resorcinol.
7. 7. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque por lo menos el 75% del material de carbón conductor granular comprende partículas que tienen un tamaño de partículas entre aproximadamente 20 mieras y aproximadamente 100 mieras.
8. 8. un proceso para formar un electrodo que comprenda los pasos de: disolver al menos un monómero de polimerización en el primer reticulador para formar un primer licor; mantener el primer licor por un tiempo suficiente y a una temperatura suficiente hasta que el primer licor forme un licor que se hace reaccionar parcialmente; mezclar el licor que ha reaccionado parcialmente con un segundo reticulador para formar un primer licor mezclado y mantener el primer licor mezclado por un período de tiempo suficiente y a una temperatura suficiente hasta que el primer licor mezclado se polimeriza en un primer blanco sólido; quemar el primer sólido en una temperatura suficiente por un tiempo suficiente de modo que el primer blanco sólido se carboniza en un elemento conductor eléctricamente; procesar el primer blanco sólido después de que el primer bloque se enfríe como para romper el blanco carbonizado en un material de carbón granular; humedecer el material de carbón granular en un líquido de humedecimiento que es una mezcla del primer licor y un solvente de humedecimiento; mezclar el material de carbón granular humedecido por un tiempo y a una temperatura suficiente para des-airear de manera suficiente el material del carbón g ranular; agregar un segundo reticulador a la mezcla de material de carbón granular, solvente y el primer licor para formar una segunda mezcla; mantener la segu nda mezcla a una temperatura suficiente por un tiempo suficiente hasta que la segunda mezcla se polimeriza en un seg undo blanco sólido; y quemar el segundo blanco sólido por un tiempo suficiente y a una temperatura suficiente de modo que el segundo blanco sólido se carboniza en u n substrato cond uctor eléctricamente.
9. 9. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 8 caracterizada por que la temperatura en el primer licor es mantenida entre 48.88°C (120° F) y 62.77°C (145°F) durante la polimerización. 1 0. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 8, caracterizada por que el primer blanco sólido es quemado en una temperatura de por lo menos de 900 °C. 1 1 . El proceso tal y como se describe en la reivindicación 8, caracterizada por que por lo menos un monómero es resorcinol y uno o más del primero y segundo reticulador comprende formaldehído. 12. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 8, caracterizado por que el primer blanco sólido es curado por más de 18 horas en una temperatura entre 21 .1 1 °C (70°F) y aproximadamente 51 .66°C (125° F). 1 3. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 8 , caracterizada por que el paso de quemado del primer blanco sólido incl uye el paso de: proporcionar un horno que incluye un primer refractario y un seg undo refractario, en donde el primer refractario es un refractario superior que es movible en relación con el segundo refractario el cual es u n refractario inferior estacionario, funcionando el refractario superior como un sujetador de peso y que mini miza el entorno de atmósfera de oxígeno estando colocado el primer blanco sólido entre los refractarios superior e ¡nferior para el paso de quemado del primer blanco sólido. 14. Ei proceso tal y como se describe en la reivindicación 8, caracterizado por que durante el paso de quemado del primer blanco sólido, es calentado de modo q ue el material del mismo es elevado de manera uniforme a una temperatura de por lo menos aproximadamente 975°C. 1 5. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 8, caracterizado por que el paso de quemado del primer blanco sólido incluye el paso de: purgar el horno de la atmósfera durante un período de tiempo inicial de quemado del primer blanco sólido a través de la creación de gases de combustión q ue son formados como el resultado de la carbonización del primer blanco sólido durante el paso de quemado del mismo. 1 6. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 8, caracterizado por que el paso de procesamiento del primer blanco sólido, comprende los pasos: introducir pedazos del primer blanco sólido a través de un aplastador para formar piezas más pequeñas; introducir las piezas más pequeñas en un molino de chorro que ocasiona que las piezas más pequeñas sean rotas en un material de carbón granular. 1 7. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 1 8, caracterizado por que por lo menos el 75% del material de carbón conductor granular, comprende partículas que tiene un tamaño de partícula entre aproximadamente 20 mieras y 1 00 mieras. 1 8. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 8, caracterizado por que el paso de humedecimiento de material de carbón conductor g ranular comprende el paso de: introducir el material de carbón conductor granular a un licor de polímero que se hizo reaccionar parcialmente con un solvente agregado y que mantiene el material de carbón conductor granular humedecido en un entorno de des-aereación alrededor durante un período de 1 8, a 36 horas para permitir que la mezcla sé desaire. 1 9. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 8, caracterizado por que el paso de mezclados de material de carbón granular con una cantidad adicional del seg undo reticulador para formar la segunda mezcla comprende el paso de: agitar la primera mezcla, para mantener el material de carbón granular en suspensión conforme la segunda mezcla es polimerizada dentro del segundo blanco sólido. 20. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 8, caracterizada por que después del paso de polimerización del seg undo blanco y antes del paso de quemado el segundo blanco ¡ncluye además el paso de: colocar el segundo blanco en un entorno sellado hermético al aire por al menos 24 horas y hasta 48 horas a una temperatura de aproximadamente 21 .1 1 °C (70°F) aproximadamente 62.77°C (145°F) para permitir la cura del mismo. 21 . El proceso tal y como se describe en la reivindicación 8, caracterizado porque incluye además los pasos de: colocar la placa conductora eléctricamente en un aparato inhalador después de que se ha completado el paso de quemado; enfriar la placa conductora eléctricamente aproximadamente a la temperatura de ambiente; procesar la placa conductora eléctricamente mediante el maquinado de la placa en unas dimensiones previamente seleccionado. 22. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 21 , caracterizado por que el paso del procesamiento de substrato conductor eléctricamente incluye los pasos de corte y cuadrado de la placa de modo que sea plana y real en todas las superficies. 23. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 21 , caracterizado por que el paso de procesamiento del substrato conductor eléctricamente incluye el paso de: aplicar un conector eléctrico. 24. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 23 , ¡ncluye además los pasos de: acoplar de manera segura un conector eléctrico en lugar de un proceso formado en la placa; sellar el componente de conector eléctrico dentro del receso. 25. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 8, caracterizado por que el primer licor y el fluido de humedecimiento son el mismo y son formados de la mezcla de formaldehído y resorcinol. 26. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 8, caracterizado por que el quemado del primer y segundo blanco sólidos ¡ncluye los pasos de: proporcionar un horno formado de un primer refractario y un segundo refractario, siendo el primer refractario un refractario fijo y el segundo refractario siendo un refractario movible; colocar uno del primer y segundo blancos entre el primer y segundo refractarios; y operar el horno de modo que los refractarios proporcionen un grado previamente determinado de minutos por gramo de calentamiento de modo que el blanco respectivo sea elevado a una temperatura previamente determinada. 27. Un proceso para formar un electrodo que comprende los pasos: humedecer un material de carbón conductor granular con un primer líquido de humedecimiento, solvente y el primer reticulador y mezclar el material de carbón conductor granular humedecido con una cantidad del segundo reticulador para formar una primera mezcla; mantener la primera mezcla por un tiempo suficiente y a una temperatura suficiente hasta que la primera mezcla se polimeriza en un bloque; quemar el bloque por un tiempo suficiente y a una temperatura suficiente de modo que el bloque se carboniza dentro de un substrato conductor eléctricamente; acoplar de manera seguro un componente de conductor eléctrico en su lugar a lo largo de la longitud del bloque; sellar el componente de conector eléctrico. 28. El proceso tal y como se describe en la reivindicación 27 , caracterizado por que el monómero de polimerización es seleccionado del grupo consistente de dihidroxi bencenos, dihidroxi naftalenos, trihidroxi benceno y tridroxi naftalenos y la mezcla de los mismos. 29. U n electrodo para utilizarse en un aparato de desionización que comprende: un monómero de polimerización; un reticulador; y un catalizador; y o los productos de reacción de los mismos, juntos en una forma carbonizada que está libre de un agente de refuerzo de fibra de carbón q ue es agregado a la mezcla del monómero de polimerización y el reticulador. 30. El electrodo tal y como se describe en la reivindicación 29, caracterizado por que el monómero de polimerización comprende por lo menos un material del grupo consistente de dihidroxi bencenos; trihidroxi bencenos; dihidroxi naftalenos y trihidroxi naftalenos y mezcla de los mismos. 31 . Un electrodo para utilizarse en un aparato de desionización el cual comprende: un monómero de polimerización; un reticulador; y un catalizador; o los productos de reacción de los mismos, juntos en una forma carbonizada que es formada de material de refuerzo homogéneo formado de un material de carbón conductor granular que tiene sustancialmente la misma composición química que el electrodo. 32. Un proceso para formar un electrodo que comprende los pasos de: humedecer un material de carbón conductor granular con un líquido de humedecimiento, solvente, y un primer reticulador para formar una primera mezcla; mezclar la primera mezcla con un segundo reticulador; mantener la primera mezcla por un tiempo suficiente y en una temperatura suficiente hasta que la primera mezcla se polimeriza en un bloque; y quemar el bloque por un tiempo suficiente y a una temperatura suficiente de modo que el bloque se carboniza en substrato conductor eléctricamente sometiendo el bloque a la energía infrarroja emitida por un horno infrarrojo.