A seguir, é apresentado um resumo das vantagens principais e desvantagens dos eletrodos de carbono, integrando vários resultados da pesquisa:
I. Principais vantagens
Youdaoplaceholder0 baixo custo
A produção não requer tratamento de grafitização, reduzindo significativamente o consumo de energia (por exemplo, a grafitização requer um consumo adicional de eletricidade de cerca de 4.500 kWh por tonelada). A matéria -prima é principalmente Coca -Cola e seu preço é menor que o de eletrodos metálicos ou eletrodos de grafite.
Excelente estabilidade química
É resistente ao ácido forte e à corrosão alcalina, apresentam forte resistência a oxidação a altas temperaturas (o filme de óxido de superfície pode atrasar o consumo) e é adequado para ambientes agressivos, como eletrólise e metalurgia.
Boa condutividade elétrica e atividade eletroquímica
A condutividade atende aos requisitos da maioria das reações eletroquímicas; A superfície dos átomos de carbono pode adsorver biomoléculas orgânicas através do empilhamento π-π, que é propício à construção de biossensores (como detecção de glicose).
Recursos ambientais
Substituir a pasta de eletrodo tradicional pode reduzir a poluição do fumaça de asfalto e melhorar o ambiente de trabalho.
YouDaoplaceHolder0 Propriedades mecânicas e ajuste dimensional
O diâmetro pode ser personalizado (φ780-1400mm) para melhorar a estabilidade do arco e a eficiência de fusão térmica. Alta resistência mecânica, resistente à deformação de alta temperatura de 45%.
Youdaoplaceholder0 2. Deficiências principais
Baixa eficiência de primeira carga e descarga (campo da bateria)
A alta área de superfície específica e a estrutura dos poros levam a um grande número de reações irreversíveis (como consumo excessivo de íons de lítio/sódio pelo filme SEI) e a primeira eficiência coulômbica do ânodo de silício-carbono precisa ser melhorada pela tecnologia de pré-litiação.
Problema de expansão de volume (ânodo de bateria de lítio/sódio)
A expansão de intercalação do lítio do silício em compósitos de silício-carbono não foi completamente suprimida. O ciclo de longo prazo pode causar rachaduras estruturais e atenuação da capacidade.
YouDaoplaceHolder0 A densidade de energia é limitada
Em aplicações de bateria, a capacitância específica real de eletrodos de carbono (como supercapacitores de carbono ativada) é muito menor que o valor teórico. Devido à dificuldade para entrar nos íons microporosos, a taxa de utilização da área de superfície específica é baixa (o valor típico é de apenas 22,7%).
O processo de preparação é complexo
Os eletrodos de carbono de alta eficiência (como estruturas de casca de núcleo-carbono de silício-carbono e carbono nano ativado) requerem regulação precisa da porosidade e dispersão, representando desafios significativos para a consistência da produção em massa e com custos mais altos do que os ânodos de grafite.
tem menos resistência à corrosão do que o eletrodo de grafite
Em cenários como eletrólise de alumínio, a taxa de corrosão dos ânodos de carbono é maior que a dos eletrodos de grafite e eles precisam ser substituídos com frequência
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