Графит шыбықтарының электролиздегі шешуші рөлі: тиімділік, тұрақтылық және өндірістік маңыздылығы 

Заманауи электрохимиялық процестерде графит шыбықтары, әсіресе зертханалық және өнеркәсіптік масштабтағы электролиз жүйелеріндегі электродтар сияқты. Электрлік токты өздігінен емес химиялық реакцияларға апаратын электролиз қолданатын электрод материалдарының жұмысына байланысты. Әр түрлі өткізгіш материалдардың ішінде графит шыбықтары, графит электродтары өздерінің ерекше физикохимиялық қасиеттеріне, жоғары электрлік өткізгіштік, химиялық тұрақтылықты, жылу тұрақтылығын және экономикалық тиімділікті теңестіретін электролиз электродтары пайда болды.

Электролиздегі графит шыбықтарының негізгі артықшылықтары

1.Excementer электр өткізгіштік

Графиттің қабатты алтыбұрышты кристалды құрылымы жоғары электр өткізгіштікке мүмкіндік беретін ұшаққа керемет электронды ұтқырлық алуға мүмкіндік береді. Бұл электролит арқылы тұрақты және тиімді ток ағынын жеңілдетеді, үздіксіз иондық көші-қонды қолдайды және оны тиімді қызартады. Бұл қасиет графитті электродтарды хлор өндірісі, сутегі эволюциясы және металл қайта өңдеу сияқты қолдануға өте ыңғайлы етеді.

2. Бақыланатын атмосфера астындағы биіктік тұрақтылық

Графит көптеген электролиз орталарында, әсіресе қысқарту немесе инерттілік атмосфераларында химиялық тұрғыдан инерттелген кезде, ол оттегі, CO және COß шығарылған газдар болған кезде тотықтырады. Оның қышқылдар, сілтілер және балқытылған тұздармен химиялық шабуылға төзімділігі минималды электродтардың деградациясы мен ластануын қамтамасыз етеді, өнімнің тазалығын сақтау және электродтың қызмет ету мерзімін ұзартуды қамтамасыз етеді.

3.Серторлық термиялық және механикалық тұрақтылық

Графиттің сублимация нүктесі шамамен 3652 ° C (атмосфералық қысыммен) және керемет термиялық соққыға төзімділік оны алюминий өндіруге арналған балқытылған тұз электролизі (Hall-Hérolt процесі) сияқты жоғары температуралы электролизде қолдануға мүмкіндік береді. Оның үстіне, оның анизотропты байланысы механикалық тұрақтылықпен, үйкелістен немесе өңдеуден тозуды азайтады, осылайша электрод өмірін ұзарту.

4.Сізді тұтыну туралы пікірлер

Кейбір электролиз процестерінде, айтарлықтай алюминий өндірісі, графит шыбықтары біртіндеп жұмыс кезінде тотықтыратын тұтынылатын анодтар ретінде қызмет етеді, бұл тұрақты ауыстыруды қажет етеді. Бұл сипаттама техникалық қызмет көрсетуді жоспарлауға және технологиялық экономикаға әсер ететін негізгі жұмыс параметрі болып табылады.

5.Костикалық тиімділік және масштабталу

Графиттің табиғи молдығы және төмен өндірістік құны платина немесе алтын сияқты қымбат металл электродтардың көп артықшылықтарын ұсынады. Бұл графитке лабораториядан бастап, зертханалық жасушалардан бастап, Хлор-сілтілі және металлургия сияқты салалардағы зертханалық жасушалардан үлкен өнеркәсіптік электролиз зауыттарына дейін.

Электролиз жасушаларындағы функционалды рөлдер

Кәдімгі электролиз жасушаларында графит шыбықтары келесідей болады:

1.Катодтар (теріс электродтар), мысалы, суды азайту реакциясы, сутегі, сутегі иондары (H⁺) сутегі газын қалыптастыру үшін электрондар пайда болады:

2.2H⁺ + 2E⁻ → H₂↑

3.Оландар (оң электродтар), мұнда тотығу реакциясы орны бар. Мысалы, гидроксид иондары (OH⁻) оттегі газын шығару үшін электрондарды жоғалтады:

4.4OH⁻ - 4E⁻ → O₂↑ + 2H₂O

Графиттің химиялық инерстері мен электр өткізгіштігі электродтардың электронды тасымалданатындығына және реактивті тазалық пен электрод тұтастығын сақтай отырып, электронды аударуға көмектеседі.

Индустриялық қосымшалар және нарықтық маңыздылығы

Графит электродтары әр түрлі салаларда өте маңызды, соның ішінде:

1.Члор-сілтілер өнеркәсібі:Хлориялық хлориді, каустикалық сода (NAOH) және сутегі шығаратын, және сутегі, және сутегі, графигін анодтарға сүйенеді.

2.Аруминум балқыту:Hary-Hérolt Processiones Графитті графитті альодтар балқытылған анодтарға балқытылған графиктер графиттері графикалық галтерияға батырылған, онда электродтың қасиеттері процестің тиімділігіне тікелей әсер етеді.

3.Мыңдырғышы:Жасыл сутекке сұраныс өсіп, графит электродтары сілтілі және PEM электролиздерінде де кеңінен қолданылады.

4. Австралды емдеу:Графит электродтар олардың тұрақтылығына байланысты ластаушы заттардың деградациясы үшін озық тотығу процестерін жеңілдетеді.

5.Энергетикалық сақтау:Графит негізіндегі электродтар келесі бумалық батареяға және жанармай жасушаларының технологияларына ықпал етеді, олар неголиктингтендірілген композиттерге, өнімділікті арттырады.

Пайда болған тенденциялар және болашақ болжам

Зерттеулер электрохимиялық белсенділікті арттыруға, поляризацияға төзімділікті азайтуға және электродингке төзімділікті төмендетіп, графен, допинг және композиттер арқылы графикалық модификацияны зерттеуді жалғастыруда және электродтың қызмет ету мерзімін ұзартуда. Тұрақты қуат пен жасыл химиялық процестерге жаһандық баса назар аударған сайын, графит электродтар олардың қасиеттерінің теңдесі жоқ доптардың негізі болып қалады.