Karbon elektrotları, bazı elverişli özelliklerinden dolayı bazı elektrokimyasal reaksiyonlarda çok faydalıdır. Elektrokimyasal reaksiyonlar, elektronların bir yerden başka bir yere taşınmasını içerir ve uygun şekilde yapılandırılırsa sonuç olarak yararlı elektrik akımları verir. Elektrik, pillerde kullanılan reaksiyonlarda, endüstriyel metallerin ve kimyasal maddelerin, kapasitörlerin ve yakıt hücrelerinin üretiminde depolanabilir, üretilebilir veya tüketilebilir.
Elektrotlar, sıvı elektrokimyasal reaksiyonların meydana geldiği katı yüzeydir. Anot pozitif bir yüke sahiptir ve elektronları çekerken, katod negatif bir yüke sahiptir ve pozitif iyonları çeker. Elektronların katottan anotlara değişimi ile elektrik akımı kurulur. Karbon hem bir anot hem de katoda hizmet edebilir; bununla birlikte, her iki uygulamada da, iletkenliği artırmak için karbon genellikle diğer elemanlarla birleştirilir.
Organik kimyada karbon, hidrokarbon moleküllerinde yaşayan ve daha önce yaşayan maddenin temel bileşikleri olarak düşünülür. Elektrokimyacılar, katı grafit halleri ve benzerleri ile neredeyse saf karbon formlarında karbonu düşünürler. Neredeyse sadece diğer karbon atomlarına bağlı karbon, onu iyi bir iletken yapan yüksek derecede delokalize elektronlar elde eder. Bir karbon anot, toksik olmayan, düşük maliyetli ve esneklik dahil olmak üzere başka nedenlerden dolayı elektrokimyada tercih edilen bir seçimdir.
Karbonun katodik bir materyal olarak ilk kullanımı, 1792'de grafit bazı deneysel erken pillerde grafitlerin başarıyla yer değiştirmesiyle ortaya çıktı. Bir bataryada, enerji, reaktanların elektrokimyasal potansiyelinde depolanır ve gerektiğinde serbest bırakılır.
Karbondan yapılmış elektronik kapasitörler, muazzam yüzey alanının çift karbon elektrotları arasındaki elektrik yükünü depolar. Çift katmanın bir tarafı, bir karbon katodu, diğeri ise bir karbon anotu olarak görev yapar. Pozitif yüklü iyonlar katodik tarafa tutunur ve negatif olarak anodik tarafa tutunur. Boşaldığında, elektronlar devreye verilir.
Büyük ölçekli klor, alüminyum ve silikon üretiminde yapay grafitten yapılmış bir kalıplanmış karbon anot kullanılır. Kalsiyum karbür, sarı fosfor ve ferroalyajların üretimi karbon anotlarını kullanır. Bu işlemler enerji gerektirir. Karbon anot, süreçte yavaş yavaş tüketilmekte ve karbon dioksit olarak karbon kaybedilmektedir. Anotlar, bozuldukça verimliliklerini kaybeder ve modern klor imalat tesislerinde metal oksit anotlarının kullanılmasına neden olur.
Yakıt hücrelerinde, elektrik doğrudan elektrokimyasal reaksiyonun anotundan çekilir - mekanik ekipmanı çalıştırmak için yakıtların yanmasıyla dolaylı olarak üretilen enerjiye kıyasla çok verimli bir dönüşüm. Yakıt genellikle hidrojen gazıdır ve oksidan havadan oksijendir. Anot-elektrolit karışım katot hücresi çok incedir ve seri halinde düzenlenmiş 400'den fazla hücrenin blokları halinde paketlenir. Karbon anotu elektrokimyasal bir işlev gerçekleştirir, ancak aynı zamanda pahalı metalik katalizörleri dağıtmanın bir yolu olarak da işlev görür.
