Wat is een koolstofanode?

Koolstofelektroden zijn zeer nuttig in sommige elektrochemische reacties vanwege verschillende gunstige eigenschappen.Elektrochemische reacties omvatten het transport van elektronen van de ene plaats naar de andere en, indien correct geconfigureerd, leveren hierdoor nuttige elektrische stromen op.Elektriciteit kan worden opgeslagen, geproduceerd of geconsumeerd in de reacties, die worden gebruikt in batterijen, de productie van industriële metalen en chemicaliën, condensatoren en brandstofcellen.

Elektroden zijn het vaste oppervlak waarbij vloeistofelektrochemische reacties optreden.De anode heeft een positieve lading en trekt elektronen aan, terwijl de kathode een negatieve lading heeft en de positieve ionen aantrekt.Door de uitwisseling van elektronen van de kathode naar de anode wordt elektrische stroom vastgesteld.Koolstof kan zowel een anode als een kathode serveren;In beide toepassingen wordt koolstof echter meestal gecombineerd met andere elementen om de geleidbaarheid te verhogen.

In organische chemie wordt koolstof vaak gedacht in zijn koolwaterstofmoleculen, de belangrijkste verbindingen van het leven en eerder levende materie.Elektrochemisten denken aan koolstof in zijn vaste toestanden van grafiet en soortgelijke, bijna zuivere koolstofvormen.Koolstof verbonden bijna uitsluitend aan andere koolstofatomen, bereikt een hoge mate van delocaliseerde elektronen die het een goede geleider maken.Een koolstofanode is een favoriete keuze in elektrochemie om andere redenen, waaronder niet-toxiciteit, lage kosten en flexibiliteit.

Het eerste gebruik van koolstof als kathodisch materiaal werd aangetoond in 1792 toen grafiet metalen succesvol verving in sommige experimentele vroege batterijen.In een batterij wordt energie opgeslagen in het elektrochemische potentieel van de reactanten en indien nodig vrijgegeven.

Elektronische condensatoren gemaakt van koolstofwinkel elektrische lading tussen dubbele koolstofelektroden van een immens oppervlak.De ene kant van de dubbele laag werkt als een koolstofkathode en de andere als een koolstofanode.De positief geladen ionen klemmen zich vast aan de kathodische kant en klampen zich negatief vast aan de anodische zijde.Wanneer ontladen, worden elektronen vrijgegeven in het circuit.

Een gevormde koolstofanode gemaakt van kunstmatig grafiet wordt gebruikt bij de grootschalige productie van chloor, aluminium en silicium.Productie van calciumcarbide, gele fosfor en ferroalloys gebruikt koolstofanodes.Deze processen vereisen energie.De koolstofanode wordt geleidelijk in het proces geconsumeerd en verliest koolstof als koolstofdioxide.De anodes verliezen de efficiëntie tijdens het afbreken, waardoor het gebruik van metaaloxide -anodes in moderne chloorfabrieken.

In brandstofcellen wordt elektriciteit rechtstreeks uit de anode van de elektrochemische reactie mdash getrokken;Een zeer efficiënte conversie in vergelijking met energie die indirect is gegenereerd door verbranding van brandstoffen om mechanische apparatuur aan te sturen.De brandstof is meestal waterstofgas en het oxidatiemiddel is zuurstof uit de lucht.De anode-elektrolytmix-kathodecel is erg dun en is verpakt in blokken van meer dan 400 cellen gerangschikt in serie.De koolstofanode voert een elektrochemische functie uit, maar dient ook als een manier om dure metalen katalysatoren te verspreiden.