Waarom grafiet gebruiken voor elektroden?

Er zijn veel verschillende elektrodematerialen, zoals metalen koper, platina en zilver, koolstofelektroden en grafiet. Deze elektrodematerialen worden veel gebruikt in de metallurgie, chemische industrie, elektrochemie en andere industriële gebieden vanwege hun unieke fysische en chemische eigenschappen, zoals geleidbaarheid, bestendigheid tegen hoge temperaturen en chemische stabiliteit. Onder hen zijn de kosten van grafiet gebruikt als een elektrode is het laagst, dus heeft het de hoogste selectiegraad voor productie en gebruik.

Waarom is grafiet een goede elektrode?

Grafiet wordt voornamelijk als elektrode gebruikt vanwege zijn uitstekende geleidbaarheid en hoge temperatuurbestendigheid.

De reden waarom grafiet een goede elektrodegeleider voor elektriciteit is vanwege de speciale eigenschappen van zijn moleculaire structuur en elektronenopstelling.

Ten eerste is de moleculaire structuur van grafiet opgebouwd uit een groot aantal honingraatachtige koolstofatoomlagen. Elk koolstofatoom verbindt drie naburige koolstofatomen op een vlak tot een vlakke zeshoekige ringstructuur. Deze structuur wordt een π-bindingsstructuur genoemd en vormt de basis van de geleidbaarheid van grafiet.

Ten tweede draagt ook de elektronische ordening van grafiet bij aan het geleidingsvermogen. In grafiet is elk koolstofatoom slechts door drie π-bindingen verbonden met de naburige koolstofatomen, en het overblijvende elektron beweegt vrij over het vlak. Deze vrij bewegende elektronen worden π elektronenwolken genoemd, en ze kunnen vrij door de grafietlaag stromen. Vrij stromend en verantwoordelijk voor het overbrengen van elektrische stroom.

Grafiet wordt gebruikt om elektroden te maken die stroom geleiden.

Wanneer er spanning van buitenaf wordt aangelegd, begint de elektronenwolk in de grafietlaag te bewegen. Door de vrije mobiliteit van elektronen kunnen ze snel door de structurele spleten en defecte punten in grafiet. Daarom heeft grafiet een extreem lage weerstand bij het maken van elektroden en kan het effectief stroom geleiden.

Daarnaast heeft grafiet ook een goede thermische geleidbaarheid. Dit komt doordat de zwakke interactie tussen grafietlagen ervoor zorgt dat warmte snel kan worden overgedragen door trillende koolstofatomen. Daarom wordt grafiet vaak gebruikt als warmtegeleidend materiaal.