Co to jest anoda węglowa?

Elektrody węglowe są bardzo przydatne w niektórych reakcjach elektrochemicznych ze względu na kilka korzystnych właściwości.Reakcje elektrochemiczne obejmują transport elektronów z jednego miejsca do drugiego i, jeśli są odpowiednio skonfigurowane, w rezultacie dają użyteczne prądy elektryczne.Energia elektryczna może być przechowywana, wytwarzana lub spożywana w reakcjach, które są stosowane w akumulatorach, produkcji metali przemysłowych i chemikaliów, kondensatorów i ogniw paliwowych.

Elektrody są stałą powierzchnią, na której występują płynne reakcje elektrochemiczne.Anoda ma ładunek dodatni i przyciąga elektrony, podczas gdy katoda ma ładunek ujemny i przyciąga jony dodatnie.Przez wymianę elektronów z katody na anodę powstaje prąd elektryczny.Węgiel może podawać zarówno anodę lub katodę;Jednak w obu zastosowaniach węgiel jest zwykle łączony z innymi pierwiastkami w celu zwiększenia przewodności.

W chemii organicznej węgiel jest często uważany w cząsteczkach węglowodorów, kluczowych związkach życia i wcześniej żywej materii.Elektrochemicy myślą o węglu w swoich stałych stanach grafitu i podobnych, prawie czystej formie węgla.Węgiel związany prawie wyłącznie z innymi atomami węgla osiąga wysoki stopień delokalizowanych elektronów, które czyni go dobrym przewodnikiem.Anoda węglowa jest ulubionym wyborem w elektrochemii z innych powodów, w tym nietoksyczności, niskiej kosztów i elastyczności.

Pierwsze zastosowanie węgla jako materiału katodowego wykazano w 1792 r., Kiedy grafit z powodzeniem zastąpił metale we wczesnych eksperymentalnych bateriach.W akumulatorze energia jest przechowywana w potencjałach elektrochemicznych reagentów i w razie potrzeby uwalniana.

Elektroniczne kondensatory wykonane z ładunku elektrycznego w magazynie węglowym między podwójnymi elektrodami węglowymi o ogromnej powierzchni.Jedna strona podwójnej warstwy działa jak katoda węglowa, a druga jako anoda węglowa.Pozytywnie naładowane jony przylegają do strony katodowej i negatywnie oskarżają się do strony anodowej.Po zwolnieniu elektrony są uwalniane do obwodu.

Formowana anoda węglowa wykonana z sztucznego grafitu jest stosowana w dużej produkcji chloru, aluminium i krzemu.Produkcja węglika wapnia, żółtego fosforu i ferroalloysów wykorzystuje anody węglowe.Procesy te wymagają energii.Anoda węglowa jest stopniowo spożywana w trakcie procesu, tracąc węgiel jako dwutlenek węgla.Anody tracą wydajność podczas degradacji, co skłoniło stosowanie anod tlenku metalu w nowoczesnych zakładach produkcyjnych chloru.

W ogniwach paliwowych elektryczność jest pobierana bezpośrednio z anody reakcji elektrochemicznej mdash;Bardzo wydajna konwersja w porównaniu z energią generowaną pośrednio poprzez spalanie paliw w celu napędzania sprzętu mechanicznego.Paliwo jest zwykle gazem wodorowym, a utleniacz jest tlenem z powietrza.Komórka mieszanka anode-elektrolitów jest bardzo cienka i jest pakowana w bloki ponad 400 komórek ułożonych szeregowo.Anoda węglowa pełni funkcję elektrochemiczną, ale służy również jako sposób na rozproszenie drogich metalicznych katalizatorów.