மின்னாற்பகுப்பில் கிராஃபைட் தண்டுகளின் முக்கிய பங்கு: செயல்திறன், நிலைத்தன்மை மற்றும் தொழில்துறை பொருத்தப்பாடு 

நவீன மின் வேதியியல் செயல்முறைகளில், கிராஃபைட் தண்டுகள் இன்றியமையாத கூறுகளாக செயல்படுகின்றன, குறிப்பாக ஆய்வக மற்றும் தொழில்துறை அளவிலான மின்னாற்பகுப்பு அமைப்புகளில் மின்முனைகளாக. தன்னிச்சையான வேதியியல் எதிர்வினைகளை இயக்க மின்சார மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்தும் மின்னாற்பகுப்பு, பயன்படுத்தப்படும் எலக்ட்ரோடு பொருட்களின் செயல்திறனை பெரிதும் நம்பியுள்ளது. பல்வேறு கடத்தும் பொருட்களில், கிராஃபைட் தண்டுகள் அவற்றின் தனித்துவமான இயற்பியல் வேதியியல் பண்புகள், அதிக மின் கடத்துத்திறன், வேதியியல் நிலைத்தன்மை, வெப்ப பின்னடைவு மற்றும் செலவு-செயல்திறன் ஆகியவற்றின் காரணமாக விருப்பமான மின்னாற்பகுப்பு மின்முனைகளாக உருவெடுத்துள்ளன.

மின்னாற்பகுப்பில் கிராஃபைட் தண்டுகளின் முக்கிய நன்மைகள்

1. விதிவிலக்கு மின் கடத்துத்திறன்

கிராஃபைட்டின் அடுக்கு அறுகோண படிக அமைப்பு சிறந்த விமானத்தில் எலக்ட்ரான் இயக்கம் அனுமதிக்கிறது, இது அதிக மின் கடத்துத்திறனை செயல்படுத்துகிறது. இது எலக்ட்ரோலைட் வழியாக நிலையான மற்றும் திறமையான மின்னோட்ட ஓட்டத்தை எளிதாக்குகிறது, தொடர்ச்சியான அயன் இடம்பெயர்வுகளை ஆதரிக்கிறது, இதனால் பயனுள்ள ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகளை பராமரிக்கிறது. இந்த சொத்து குளோரின் உற்பத்தி, ஹைட்ரஜன் பரிணாமம் மற்றும் உலோக சுத்திகரிப்பு போன்ற பயன்பாடுகளுக்கு கிராஃபைட் எலக்ட்ரோட்களை சிறந்ததாக ஆக்குகிறது.

2. கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வளிமண்டலங்களின் கீழ் உயர் இரசாயன நிலைத்தன்மை

பல மின்னாற்பகுப்பு சூழல்களில் கிராஃபைட் வேதியியல் செயலற்ற நிலையில், குறிப்பாக வளிமண்டலங்களைக் குறைப்பதில் அல்லது மந்தமான வளிமண்டலங்களில், இது ஆக்ஸிஜன் முன்னிலையில் உயர்ந்த வெப்பநிலையில் ஆக்ஸிஜனேற்றலாம், CO மற்றும் CO₂ வாயுக்களை உருவாக்குகிறது. அமிலங்கள், காரஸ் மற்றும் உருகிய உப்புகள் ஆகியவற்றால் வேதியியல் தாக்குதலுக்கு அதன் எதிர்ப்பு குறைந்தபட்ச மின்முனை சீரழிவு மற்றும் மாசுபாட்டை உறுதி செய்கிறது, தயாரிப்பு தூய்மையைப் பாதுகாத்தல் மற்றும் எலக்ட்ரோடு ஆயுட்காலம் விரிவாக்குகிறது.

3.சூப்பர் வெப்ப மற்றும் இயந்திர நிலைத்தன்மை

3652 ° C (வளிமண்டல அழுத்தத்தின் கீழ்) மற்றும் சிறந்த வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பு ஆகியவற்றைச் சுற்றியுள்ள கிராஃபைட்டின் பதங்கமாதல் புள்ளி, அலுமினிய பிரித்தெடுத்தலுக்கான உருகிய உப்பு மின்னாற்பகுப்பு செயல்முறை (ஹால்-ஹால்ரூல்ட் செயல்முறை) போன்ற உயர் வெப்பநிலை மின்னாற்பகுப்பில் அதன் பயன்பாட்டை செயல்படுத்துகிறது. மேலும், அதன் அனிசோட்ரோபிக் பிணைப்பு இயந்திர ஆயுள், உராய்வு அல்லது கையாளுதலில் இருந்து உடைகளை குறைக்கிறது, இதன் மூலம் எலக்ட்ரோடு ஆயுளை நீடிக்கிறது.

4. எலக்ட்ரோட் நுகர்வு பரிசீலனைகள்

சில மின்னாற்பகுப்பு செயல்முறைகளில், குறிப்பாக அலுமினிய உற்பத்தி, கிராஃபைட் தண்டுகள் நுகர்வு அனோட்களாக செயல்படுகின்றன, அவை செயல்பாட்டின் போது படிப்படியாக ஆக்ஸிஜனேற்றுகின்றன, வழக்கமான மாற்றீடு தேவைப்படுகிறது. இந்த பண்பு பராமரிப்பு திட்டமிடல் மற்றும் செயல்முறை பொருளாதாரத்தை பாதிக்கும் ஒரு முக்கிய செயல்பாட்டு அளவுருவாகும்.

5. கோஸ்ட்-செயல்திறன் மற்றும் அளவிடுதல்

கிராஃபைட்டின் இயற்கையான மிகுதி மற்றும் குறைந்த உற்பத்தி செலவு பிளாட்டினம் அல்லது தங்கம் போன்ற விலைமதிப்பற்ற உலோக மின்முனைகளை விட குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளை வழங்குகின்றன. இது கிராஃபைட் தண்டுகளை செதில்கள் முழுவதும் தேர்வு செய்யும் எலக்ட்ரோடு பொருளை-ஆய்வக செல்கள் முதல் பெரிய தொழில்துறை மின்னாற்பகுப்பு தாவரங்கள் வரை குளோர்-அல்காலி மற்றும் உலோகம் போன்ற துறைகளில் ஆக்குகிறது.

மின்னாற்பகுப்பு உயிரணுக்களில் செயல்பாட்டு பாத்திரங்கள்

வழக்கமான மின்னாற்பகுப்பு உயிரணுக்களில், கிராஃபைட் தண்டுகள் இவ்வாறு செயல்படுகின்றன:

1.கதோட்கள் (எதிர்மறை மின்முனைகள்), அங்கு குறைப்பு எதிர்வினைகள், நீர் மின்னாற்பகுப்பின் போது, ​​ஹைட்ரஜன் அயனிகள் (H⁺) ஹைட்ரஜன் வாயுவை உருவாக்க எலக்ட்ரான்களைப் பெறுகின்றன:

2.2H⁺ + 2E⁻ → H₂

3.நோட்ஸ் (நேர்மறை மின்முனைகள்), அங்கு ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினை இடம் இடம். உதாரணமாக, ஆக்ஸிஜன் வாயுவை உற்பத்தி செய்ய ஹைட்ராக்சைடு அயனிகள் (OH⁻) எலக்ட்ரான்களை இழக்கின்றன:

4.4oh⁻ - 4e⁻ → O₂ ѕ ங்கல் + 2h₂o

கிராஃபைட்டின் வேதியியல் செயலற்ற தன்மை மற்றும் மின் கடத்துத்திறன் எலக்ட்ரோட்கள் விரும்பத்தகாத வேதியியல் மாற்றங்களுக்கு உட்படுத்தப்படாமல் எலக்ட்ரான் பரிமாற்றத்தை எளிதாக்குவதை உறுதி செய்கின்றன, இதனால் எதிர்வினை தூய்மை மற்றும் மின்முனை ஒருமைப்பாட்டை பராமரிக்கிறது.

தொழில்துறை பயன்பாடுகள் மற்றும் சந்தை பொருத்தமானது

கிராஃபைட் மின்முனைகள் பல்வேறு துறைகளில் முக்கியமானவை:

1. குள்லர்-அல்காலி தொழில்:குளோரின், காஸ்டிக் சோடா (NaOH) மற்றும் ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்வதற்கான சோடியம் குளோரைடு கரைசல்களின் மின்னாற்பகுப்பு, ஆயுள் மற்றும் கடத்துத்திறனுக்காக கிராஃபைட் அனோட்களை நம்பியுள்ளது.

2. அலுமினியம் ஸ்மெல்டிங்:ஹால் -ஹால் -ஹூல்ட் செயல்முறைகள் கிராஃபைட் நுகர்வு அனோட்கள் உருகிய கிரையோலைட்டில் அலுமினாவை எலக்ட்ரோலைஸ் செய்ய நீரில் மூழ்கி, எலக்ட்ரோடு பண்புகள் செயல்முறை செயல்திறனை நேரடியாக பாதிக்கின்றன.

3.ஹைட்ரஜன் தலைமுறை:பச்சை ஹைட்ரஜனுக்கான தேவை அதிகரித்து வருவதால், கிராஃபைட் மின்முனைகள் அல்கலைன் மற்றும் பெம் எலக்ட்ரோலைசர்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

4. அலைநிலை சிகிச்சை:கிராஃபைட் மின்முனைகள் அவற்றின் ஸ்திரத்தன்மை காரணமாக மாசுபடுத்தும் சீரழிவுக்கு மேம்பட்ட ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறைகளை எளிதாக்குகின்றன.

5. ஈனெர்ஜி ஸ்டோரேஜ்:கிராஃபைட் அடிப்படையிலான மின்முனைகள் அடுத்த தலைமுறை பேட்டரி மற்றும் எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பங்களுக்கு பங்களிக்கின்றன, நானோ கட்டமைக்கப்பட்ட கலவைகள் குறித்த ஆராய்ச்சி செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது.

வளர்ந்து வரும் போக்குகள் மற்றும் எதிர்கால கண்ணோட்டம்

கிராபெனின் அல்லது கார்பன் நானோகுழாய்களுடன் பூச்சுகள், ஊக்கமருந்து மற்றும் கலவைகள் மூலம் கிராஃபைட் மாற்றத்தை ஆராய்ச்சி தொடர்ந்து ஆராய்கிறது, மின் வேதியியல் செயல்பாட்டை மேம்படுத்துதல், துருவமுனைப்பு எதிர்ப்பைக் குறைத்தல் மற்றும் எலக்ட்ரோடு வாழ்நாளை நீட்டித்தல் ஆகியவற்றை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது. நிலையான ஆற்றல் மற்றும் பச்சை வேதியியல் செயல்முறைகளுக்கு உலகளாவிய முக்கியத்துவம் தீவிரமடைவதால், கிராஃபைட் மின்முனைகள் அவற்றின் இணையற்ற பண்புகளின் கலவையின் காரணமாக ஒரு மூலக்கல்லாக இருக்கும்.