आधुनिक उद्योग के क्षेत्र में, एल्यूमीनियम, एक हल्के और उच्च - प्रदर्शन धातु सामग्री के रूप में, एयरोस्पेस, मोटर वाहन निर्माण, निर्माण और कई अन्य क्षेत्रों में एक अपरिहार्य भूमिका निभाता है। एल्यूमीनियम का उत्पादन इलेक्ट्रोलिसिस प्रौद्योगिकी के समर्थन से अविभाज्य है, और इलेक्ट्रोड, इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया में मुख्य घटक के रूप में, हमेशा उद्योग का ध्यान केंद्रित करने का ध्यान केंद्रित किया गया है। तो, उत्पादन प्रक्रिया में एल्यूमीनियम किस तरह का इलेक्ट्रोड बनता है?
एल्यूमीनियम के औद्योगिक उत्पादन में, हॉल - Héroult प्रक्रिया वर्तमान में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि है। इस प्रक्रिया में, उपयोग किया गया इलेक्ट्रोड मुख्य रूप से कार्बन सामग्री से बना है। विशेष रूप से, दो प्रकार के इलेक्ट्रोड हैं: एनोड और कैथोड।
एनोड आमतौर पर पूर्व - पके हुए कार्बन ब्लॉकों से बना होता है। ये कार्बन ब्लॉक कच्चे माल के रूप में उच्च - गुणवत्ता पेट्रोलियम कोक और डामर कोक को दबाकर और भुनाकर बनाए जाते हैं। कार्बन को एनोड सामग्री के रूप में चुना जाता है इसका कारण यह है कि इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया में, एनोड को ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं से गुजरना पड़ता है। कार्बन कार्बन डाइऑक्साइड बनाने के लिए इलेक्ट्रोलिसिस में उत्पन्न ऑक्सीजन आयनों के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है, जो एक अपेक्षाकृत स्थिर प्रतिक्रिया प्रक्रिया है और इलेक्ट्रोलिसिस की चिकनी प्रगति सुनिश्चित कर सकती है। इसके अलावा, कार्बन सामग्री में अच्छी विद्युत चालकता और उच्च तापमान प्रतिरोध होता है, जो इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में उच्च - तापमान वातावरण (लगभग 950 - 970 डिग्री) के अनुकूल हो सकता है।
कैथोड आम तौर पर कार्बन ईंटों से बना होता है। कैथोड के लिए उपयोग की जाने वाली कार्बन ईंटें एन्थ्रेसाइट, कोक और अन्य सामग्रियों से बनी होती हैं, जैसे कि क्रशिंग, मिक्सिंग, प्रेसिंग और रोस्टिंग जैसी प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से। कैथोड इलेक्ट्रोलाइटिक सेल के नीचे स्थित है और इसका उपयोग मुख्य रूप से इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा उत्पादित एल्यूमीनियम तरल को इकट्ठा करने के लिए किया जाता है। यह इलेक्ट्रोलाइट के कटाव और उच्च - तापमान एल्यूमीनियम तरल के लंबे समय के लिए उच्च - तापमान एल्यूमीनियम तरल के प्रभाव को झेलने के लिए अच्छी विद्युत चालकता, संक्षारण प्रतिरोध और संरचनात्मक स्थिरता की आवश्यकता है।
हालांकि, उद्योग के निरंतर विकास के साथ, पारंपरिक कार्बन इलेक्ट्रोड ने धीरे -धीरे कुछ समस्याओं को उजागर किया है। उदाहरण के लिए, एनोड की खपत अपेक्षाकृत बड़ी है, और प्रतिक्रिया के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड की एक बड़ी मात्रा में उत्सर्जित किया जाता है, जो हरे और कम - कार्बन विकास की आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है। इसके अलावा, कैथोड का सेवा जीवन सीमित है, जो इलेक्ट्रोलाइटिक सेल की उत्पादन दक्षता को प्रभावित करता है और उत्पादन लागत को बढ़ाता है।
इन समस्याओं को हल करने के लिए, घर और विदेशों में शोधकर्ताओं ने नए एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोड पर बहुत सारे शोध किए हैं। अधिक आशाजनक दिशाओं में से एक अक्रिय एनोड्स का विकास है। निष्क्रिय एनोड इलेक्ट्रोड सामग्री को संदर्भित करते हैं जो इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया के दौरान इलेक्ट्रोलाइट या इलेक्ट्रोलिसिस के उत्पादों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं। यदि निष्क्रिय एनोड को सफलतापूर्वक लागू किया जा सकता है, तो वे एनोड सामग्री की खपत और कार्बन डाइऑक्साइड के उत्सर्जन से बच सकते हैं, जो उत्पादन लागत को कम करने और पर्यावरण की रक्षा करने के लिए बहुत महत्व है। वर्तमान में, कुछ धातु ऑक्साइड और समग्र सामग्रियों ने अक्रिय एनोड के अनुसंधान में अच्छी अनुप्रयोग संभावनाएं दिखाई हैं। उदाहरण के लिए, टिन डाइऑक्साइड - आधारित समग्र सामग्री में उच्च - तापमान इलेक्ट्रोलाइट्स में अच्छी विद्युत चालकता और संक्षारण प्रतिरोध होता है, और यह अक्रिय एनोड सामग्री की एक नई पीढ़ी बनने की उम्मीद है।
कैथोड्स के संदर्भ में, शोधकर्ता अपनी सेवा जीवन और प्रदर्शन में सुधार करने के लिए नई सामग्रियों की भी खोज कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, उच्च संक्षारण प्रतिरोध और अच्छी विद्युत चालकता के साथ कुछ सिरेमिक सामग्री और समग्र सामग्री का परीक्षण किया जा रहा है। ये नई सामग्री इलेक्ट्रोलाइट के कटाव का बेहतर विरोध कर सकती है और कैथोड के सेवा जीवन का विस्तार कर सकती है, जिससे एल्यूमीनियम उत्पादन के आर्थिक लाभ में सुधार हो सकता है।
हाल के वर्षों में, विज्ञान और प्रौद्योगिकी की निरंतर उन्नति के साथ, कुछ नई इलेक्ट्रोड तैयारी प्रौद्योगिकियां भी सामने आई हैं। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोड निर्माण में 3 डी प्रिंटिंग तकनीक का अनुप्रयोग। 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग करके, इलेक्ट्रोड की संरचना और प्रदर्शन को ठीक से नियंत्रित किया जा सकता है, इलेक्ट्रोड की एकरूपता और स्थिरता में सुधार किया जा सकता है। यह न केवल इलेक्ट्रोलिसिस दक्षता में सुधार करने में मदद करता है, बल्कि नए इलेक्ट्रोड के डिजाइन और तैयारी के लिए अधिक संभावनाएं भी प्रदान करता है।
ऊर्जा संरक्षण और पर्यावरण संरक्षण पर वैश्विक जोर के संदर्भ में, एल्यूमीनियम उद्योग के हरे और सतत विकास को बढ़ावा देने के लिए नए एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोड के अनुसंधान और विकास का बहुत महत्व है। एक बार नए निष्क्रिय एनोड और उच्च - प्रदर्शन कैथोड को सफलतापूर्वक औद्योगिक उत्पादन में लागू किया जाता है, यह एल्यूमीनियम उत्पादन प्रक्रिया में ऊर्जा की खपत और प्रदूषक उत्सर्जन को बहुत कम कर देगा, और एल्यूमीनियम उद्योग के परिवर्तन और उन्नयन को बढ़ावा देगा।
अंत में, वर्तमान मुख्यधारा एल्यूमीनियम उत्पादन प्रक्रिया में, एल्यूमीनियम कार्बन - आधारित इलेक्ट्रोड (एनोड और कैथोड) को इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया में बनाता है। हालांकि, तकनीकी प्रगति और पर्यावरण संरक्षण आवश्यकताओं से प्रेरित, नए इलेक्ट्रोड का अनुसंधान और विकास पूरे जोरों पर है। यह माना जाता है कि निकट भविष्य में, अधिक कुशल, पर्यावरण के अनुकूल और टिकाऊ एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोड को विकसित और लागू किया जाएगा, जो एल्यूमीनियम उद्योग के विकास में नई जीवन शक्ति को इंजेक्ट करेगा।
