Hvad er en kulstofanode?
Carbonelektroder er meget nyttige i nogle elektrokemiske reaktioner på grund af flere gunstige egenskaber. Elektrokemiske reaktioner involverer transport af elektroner fra et sted til et andet, og hvis de konfigureres passende, giver de nyttige elektriske strømme som et resultat. Elektricitet kan opbevares, produceres eller forbruges i reaktionerne, der bruges i batterier, produktionen af industrielle metaller og kemikalier, kondensatorer og brændselsceller.
Elektroder er den faste overflade, hvorved fluidelektrokemiske reaktioner forekommer. Anoden har en positiv ladning og tiltrækker elektroner, mens katoden har en negativ ladning og tiltrækker de positive ioner. Ved udveksling af elektroner fra katoden til anoden etableres elektrisk strøm. Carbon kan tjene både en anode eller katode; I begge applikationer kombineres carbon normalt med andre elementer for at øge ledningsevnen.
I organisk kemi tænkes kulstof ofte på i sine carbonhydridmolekyler, denNøgleforbindelser til levende og tidligere levende stof. Elektrokemister tænker på kulstof i dets faste tilstande af grafit og lignende, næsten rene kulstofformer. Carbon bundet næsten udelukkende til andre carbonatomer opnår en høj grad af delokaliserede elektroner, der gør det til en god leder. En kulstofanode er et foretrukket valg inden for elektrokemi af andre grunde, herunder ikke-toksicitet, lave omkostninger og fleksibilitet.
Den første anvendelse af kulstof som katodisk materiale blev demonstreret i 1792, da grafit med succes erstattede metaller i nogle eksperimentelle tidlige batterier. I et batteri opbevares energi i reaktanternes elektrokemiske potentiale og frigives efter behov.
Elektroniske kondensatorer lavet af carbonbutik Elektrisk ladning mellem dobbelt kulstofelektroder af enormt overfladeareal. Den ene side af dobbeltlag fungerer som en kulstofkatode og den anden som en carbonanode. Den positivey ladede ioner, der klæber til den katodiske side, og lades negativt fast ved den anodiske side. Når de udskilles, frigøres elektroner til kredsløbet.
En støbt carbonanode fremstillet af kunstig grafit bruges i den store produktion af klor, aluminium og silicium. Produktion af calciumcarbid, gult fosfor og ferroalloys bruger kulstofanoder. Disse processer kræver energi. Kulstofanoden forbruges gradvist i processen og mister kulstof som kuldioxid. Anoderne mister effektiviteten, når de nedbrydes, hvilket medfører brugen af metaloxidanoder i moderne klorproduktionsanlæg.
I brændselsceller trækkes elektricitet direkte fra anoden af den elektrokemiske reaktion - en meget effektiv konvertering sammenlignet med energi, der genereres indirekte gennem forbrænding af brændstoffer til drivkraft for mekanisk udstyr. Brændstoffet er normalt brintgas, og oxidanten er ilt fra luften. Anode-elektrolyt-mix-cathode-cellen er meget tynd og pakkes iBlokke på mere end 400 celler arrangeret i serie. Carbonanoden udfører en elektrokemisk funktion, men tjener også som en måde at sprede dyre metalliske katalysatorer.