У области модерне индустрије, алуминијум, као лаган и висок метални материјал - перформансе, игра незамјењиву улогу у ваздухопловству, производњи аутомобила, грађевинарству и многим другим пољима. Производња алуминијума је нераздвојна од подршке технологије електролизе и електроде, као основна компонента у процесу електролизе, увек је била фокус пажње индустрије. Дакле, каква се електрода алуминијума формира у процесу производње?
У индустријској производњи алуминијума, хала - Хероулт процес је тренутно најчешће коришћена метода. У овом процесу, коришћена електрода је углавном састављена од угљених материјала. Конкретно, постоје две врсте електрода: анода и катоде.
Анод је обично направљен од пре - печених угљених блокова. Ови угљенични блокови направљени су притиском и печењем високим - квалитетним петролејским коком и асфалтним коком као сировинама. Разлог због којег је изабран угљеник као анодни материјал је то у процесу електролизе, анод мора да поднесе оксидационе реакције. Царбон може да реагује са кисеоничким јонима генерисаним у електролизи да формира угљен диоксид, што је релативно стабилан процес реакције и може да обезбеди гладак напредак електролизе. Штавише, угљенични материјали имају добру електричну проводљивост и отпорност на високу температуру, који се могу прилагодити високим - температурним окружењем (око 950 - 970 диплому у електролитичкој ћелији.
Катода је генерално израђена од угљених опека. У угљеним циглема које се користе за катоду израђују се од антрацита, кокс и других материјала кроз низ процеса као што су дробљење, мешање, прешање и печење. Катода се налази на дну електролитичке ћелије и углавном се користи за прикупљање алуминијумске течности коју произведе електролизом. Потребно је имати добру електричну проводљивост, отпорност на корозију и структурна стабилност да издрже ерозију електролита и утицаја високих температурних течности.
Међутим, уз континуирани развој индустрије, традиционална угљенија електрода је постепено изложила неке проблеме. На пример, потрошња аноде је релативно велика, а током реакције се емитује велика количина угљен-диоксида, што не испуњава захтеве зеленог и ниског развоја угљеника. Поред тога, радни век катоде је ограничен, што утиче на производњу ефикасности електролитичке ћелије и повећава трошкове производње.
Да би решили ове проблеме, истраживачи у земљи и иностранству обавили су пуно истраживања на новим алуминијумским електродама. Једно од разумљивијих упутстава је развој инертних анода. Инертне аноде се односе на материјале електроде који не реагују са електролитом или производима електролизе током процеса електролизе. Ако се инертне аноде могу успешно применити, они могу избећи потрошњу анодског материјала и емисије угљен-диоксида, што је од великог значаја за смањење трошкова производње и заштите животне средине. Тренутно су неки метални оксиди и композитни материјали показали добре перспективе примене у истраживању инертних анода. На пример, лимени диоксид - базирани композитни материјали имају добру електричну проводљивост и отпорност на корозију у високим - температурним електролитама и очекује се да постану нова генерација инертних анодских материјала.
У погледу катода, истраживачи такође истражују нове материјале да би побољшали свој радни век и перформансе. На пример, неки керамички материјали и композитни материјали са високом отпорношћу на корозију и добру електричну проводљивост тестирају се. Ови нови материјали могу се боље опирати ерозијом електролита и проширити радни век катоде, на тај начин побољшати економске предности производње алуминијума.
Последњих година, уз непрестано напредовање науке и технологије, појаве се и неке нове технологије за припрему електрода. На пример, примена 3Д технологије штампања у производњи електрода. Коришћењем 3Д штампања, структура и перформансе електроде могу се прецизно контролисати, побољшавајући униформност и стабилност електроде. То не само да помаже да побољша ефикасност електролизе, већ и пружа више могућности за дизајн и припрему нових електрода.
У контексту глобалног наглашавања о очувању енергије и заштите животне средине, истраживање и развој нових алуминијумских електрода је од великог значаја за промоцију зеленог и одрживог развоја индустрије алуминијума. Једном када се нове инертне аноде и високе - перформансе успешно примењују у индустријској производњи, то ће у великој мери смањити потрошњу енергије и емисије загађивача у процесу производње алуминијума и промовисати трансформацију и унапређење индустрије алуминијумске индустрије.
Закључно, у тренутном процесу производње алуминијума алуминијум, алуминијумски облици угљеника - на бази електролизе у процесу електролизе. Међутим, вођен технолошким напретком и захтевима заштите животне средине, истраживање и развој нових електрода су у пуном замаху. Верује се да ће се у блиској будућности ефикаснији, еколошки прихватљивији и издржљивији алуминијумски електроде развити и применити, убризгати нову виталност у развој индустрије алуминијума.
