탄소 양극이란 무엇입니까?

탄소 전극은 몇 가지 유리한 특성으로 인해 일부 전기 화학 반응에 매우 유용합니다. 전기 화학적 반응은 한 장소에서 다른 장소로 전자의 수송을 수반하며, 적절하게 구성된 경우 유용한 전류를 생성합니다. 전기는 배터리, 산업 금속 및 화학 물질, 축전기 및 연료 전지의 생산에 사용되는 반응에 저장, 생산 또는 소비 될 수 있습니다.

전극은 유체 전기 화학 반응이 발생하는 고체 표면입니다. 양극은 양전하를 가지며 전자를 끌어 당기는 반면 음극은 음전하를 가지며 양이온을 끌어 당긴다. 캐소드에서 애노드로 전자의 교환에 의해 전류가 확립된다. 탄소는 양극 또는 음극 모두에 작용할 수있다. 그러나 두 응용 분야에서 탄소는 일반적으로 전도성을 높이기 위해 다른 원소와 결합됩니다.

유기 화학에서 탄소는 종종 생명체와 이전 생물의 주요 화합물 인 탄화수소 분자에서 생각됩니다. 전기 화학자들은 고체 상태의 흑연과 거의 순수한 탄소 형태의 탄소를 생각합니다. 다른 탄소 원자에 거의 독점적으로 결합 된 탄소는 우수한 도체를 형성하는 고도의 비편 재화 된 전자를 달성합니다. 탄소 양극은 비 독성, 저비용 및 유연성을 포함한 다른 이유로 전기 화학에서 선호되는 선택입니다.

음극이 탄소를 처음으로 사용하는 것은 1792 년에 일부 초기 배터리에서 흑연이 금속을 성공적으로 대체했을 때 입증되었습니다. 배터리에서, 에너지는 반응물의 전기 화학적 전위에 저장되고 필요에 따라 방출된다.

탄소로 만들어진 전자 커패시터는 거대한 표면적의 이중 탄소 전극 사이에 전하를 저장합니다. 이중층의 한쪽은 탄소 음극으로 작용하고 다른 하나는 탄소 양극으로 작용합니다. 양으로 하전 된 이온은 음극쪽에 달라 붙고, 음으로 하전 된 것은 양극쪽에 달라 붙습니다. 방전되면 전자가 회로로 방출됩니다.

염소, 알루미늄 및 실리콘의 대규모 생산에는 인조 흑연으로 만들어진 성형 탄소 양극이 사용됩니다. 탄화 칼슘, 황색 인 및 합금 철의 생산에는 탄소 양극이 사용됩니다. 이러한 과정에는 에너지가 필요합니다. 이 과정에서 탄소 양극이 서서히 소비되어 탄소가 이산화탄소로 손실됩니다. 양극은 분해되면서 효율을 잃어 현대 염소 제조 공장에서 금속 산화물 양극을 사용합니다.

연료 전지에서 전기는 전기 화학 반응의 양극에서 직접 끌어옵니다. 연료를 연소시켜 간접적으로 생성 된 에너지와 비교하여 기계 장비를 구동 할 때 매우 효율적인 변환입니다. 연료는 일반적으로 수소 가스이고 산화제는 공기에서 나오는 산소입니다. 애노드-전해질 혼합-음극 셀은 매우 얇으며 직렬로 배치 된 400 개 이상의 셀의 블록으로 포장된다. 탄소 양극은 전기 화학적 기능을 수행 할뿐만 아니라 고가의 금속 촉매를 분산시키는 방법으로도 사용된다.