Anglies anodas yra teigiamai įkrautas receptorius ant anglies elektrodo. Jis pritraukia elektronus, kurie yra įkrautos molekulinės dalelės, ir paprastai veikia kartu su katodu, neigiamo krūvio receptoriumi. Kartu anodas ir katodas turi elektrinį arba elektrocheminį krūvį, kuris yra naudingas daugelyje skirtingų programų. Kai kuriose ankstyviausiose baterijose buvo naudojami anglies elektrodai, o anodai vaidino lemiamą vaidmenį padedant šioms baterijoms išlaikyti ir praleisti energiją. Šiais laikais anglies pagrindu pagaminti elementai dažniau naudojami elektriniuose kondensatoriuose, taip pat pramonėje, kai kalbama apie didelio masto chloro ir tam tikrų kitų cheminių medžiagų gamybą. Tokio tipo komponentai taip pat labai svarbūs kuro elementų veikimui.
Suprasti anglies elektrodus apskritai
Labai bendra prasme „elektrodas“ yra bet koks paviršius, ant kurio yra nešiojami, įstrigę arba laidūs elektros krūviai. Elektrodai yra kietas paviršius, kuriame vyksta skysčių elektrocheminės reakcijos. Anodas turi teigiamą krūvį ir pritraukia elektronus, o katodas turi neigiamą krūvį ir pritraukia teigiamus jonus. Daugeliu atvejų elektros srovę sukuria elektronų mainai nuo katodo iki anodo.
Konkrečiai anglies elektrodas paprastai yra pagamintas iš elementinės anglies arba kurio pagrindinis laidininkas yra anglis. Elektrocheminės reakcijos apima elektronų pernešimą iš vienos vietos į kitą ir, jei tinkamai sukonfigūruota, dėl to gaunama naudinga elektros srovė. Elektra gali būti saugoma, gaminama arba suvartojama reakcijose. Anglis gali būti tiek anodas, tiek katodas; tačiau abiem atvejais anglis paprastai derinama su kitais elementais, siekiant padidinti jos natūralų laidumą.
Elektrocheminės savybės
Organinėje chemijoje anglis dažnai suvokiama kaip jos angliavandenilių molekulės – pagrindiniai gyvos ir anksčiau gyvos medžiagos junginiai. Elektrochemikai galvoja apie anglį kietoje grafito būsenoje ir kitose beveik grynos anglies formose. Anglis, kuri yra prijungta beveik vien tik su kitais anglies atomais, pasiekia didelį delokalizuotų elektronų laipsnį, todėl ji yra geras laidininkas. Anodas, pagamintas iš anglies arba su juo, taip pat yra palankus pasirinkimas elektrochemijoje dėl kitų priežasčių, įskaitant netoksiškumą, mažą kainą ir lankstumą.
Elektroniniai kondensatoriai, pagaminti iš anglies, kaupia elektros krūvį tarp didžiulio paviršiaus dvigubų anglies elektrodų. Viena dvigubo sluoksnio pusė veikia kaip anglies katodas, o kita – kaip anodas. Teigiamai įkrauti jonai prilimpa prie katodinės pusės, o neigiami – prie anodinės pusės. Išsikrovus elektronai išleidžiami į grandinę.
Ankstyvas naudojimas
Pirmasis dokumentais patvirtintas anglies kaip katodinės medžiagos panaudojimas įvyko 1792 m., kai kai kuriose eksperimentinėse ankstyvosiose baterijose grafitas sėkmingai pakeitė metalus. Akumuliatorijoje energija saugoma reagentų elektrocheminiame potenciale ir prireikus išleidžiama. Dauguma šiuolaikinių baterijų nėra priklausomos nuo anglies, o tos, kuriose yra elementas, paprastai tai daro su tiek daug kitų medžiagų ir junginių, kad anodai negali būti tinkamai vadinami anglimi.
Vaidmuo chloro gamyboje
Iš dirbtinio grafito pagamintas anodas dažnai naudojamas didelio masto chloro, aliuminio ir silicio gamyboje. Kalcio karbido, geltonojo fosforo ir ferolydinių gamyboje naudojami anglies anodai. Šie procesai reikalauja energijos. Anglies anodas palaipsniui sunaudojamas procese, prarandant anglį kaip anglies dioksidą. Anodai praranda efektyvumą, nes jie blogėja, todėl šiuolaikinėse chloro gamybos įmonėse naudojami metalo oksido anodai.
Kuro elementai
Kuro elementai yra dar viena vis dažniau pasitaikanti vieta anglies pagrindu pagamintiems anodams rasti. Kuro elementuose elektra imama tiesiai iš elektrocheminės reakcijos anodo – tai labai efektyvi konversija, palyginti su energija, netiesiogiai generuojama deginant kurą mechaninei įrangai varyti. Kuras dažniausiai yra vandenilio dujos, o oksidatorius – deguonis iš oro. Anodo-elektrolito mišinio-katodo elementas yra labai plonas ir supakuotas į blokus, kuriuose yra daugiau nei 400 elementų, išdėstytų nuosekliai. Anglies anodas atlieka elektrocheminę funkciją, bet taip pat yra būdas išsklaidyti brangius metalinius katalizatorius.