¿De qué están hechos los electrodos de carbono?

Los electrodos de carbono están hechos de un alótropo de carbono llamado grafito. Un alótropo es una palabra elegante para la estructura de un material hecho de un solo elemento, en términos de cómo se organizan los átomos en esa estructura. En el caso del grafito, generalmente está hecho de pilas de átomos de carbono unidos entre sí en muchas formas hexagonales, unidos a su vez a más hexágonos para formar una capa de grafeno, un átomo de carbono de espesor. Todas estas capas de grafeno se apilan unas encima de otras con un nivel bastante alto de uniformidad, pero, aunque el grafeno tiene una increíble resistencia a la compresión por tener un átomo de espesor, los enlaces entre cada lámina de grafeno son mucho más débiles y fundamentalmente diferentes, por lo que el grafito naturalmente ocurre como un material bastante blando y ligeramente frágil. Esta forma de ‘alfa-grafito’ es estructuralmente diferente de la estructura cristalina rombohedrial de ‘beta-grafito’, y la forma amorfa de vidrio de grafito, que supongo que, como la mayoría de los vidrios, es una estructura aleatoriamente compacta . También hay grafito pirolítico. No sé para qué se usa este material, pero sí sé que es diamagnético y flotará sobre un imán fuerte, ya que es impermeable a los campos magnéticos; un campo magnético simplemente rebotará en la dirección de donde vino, para decirlo tontamente.

No es un metal, técnicamente un semi-metal, pero conduce la electricidad lo suficientemente bien en las condiciones adecuadas para ser útil como conductor en algunas circunstancias. También es químicamente menos susceptible a los efectos degradantes de algunas reacciones electroquímicas, es bastante químicamente inerte y es mucho más barato que usar electrodos químicamente más inertes hechos de metales del grupo del platino, que van desde más caros que el oro en el caso del platino, hasta más caro que todo, en el caso de la mayoría de los otros elementos del grupo platino.

El grafito también es un material refractario, lo que significa que funciona bien en entornos de temperaturas extremadamente altas, como el interior de hornos de arco eléctrico, el fin comercial de los cohetes y los escudos térmicos de los vehículos de reentrada.

También se usan como recipientes refractarios para varios procesos de fusión de metales por sí mismos, y se usan como electrodos en algunas aplicaciones de soldadura, corte y mecanizado de descarga eléctrica. El grafito también se usa con frecuencia, a veces mezclado con un aglutinante, como escobillas de conmutación y contactos eléctricos en motores, relés y contactores, interruptores y algunos diseños de generador, debido a su baja dureza, alta lubricidad, resistencia al daño causado por los arcos eléctricos, y al arco de fusión que puede hacer que los contactos eléctricos de metal se suelden, lo cual es malo. Graphute también tiene una alta resistencia al flujo de corriente eléctrica, lo que los hace útiles en la producción de resistencias y resistencias variables.

Las primeras fuentes de luz, rectificadores para corrientes alternas, altavoces y micrófonos, celdas de batería y protección contra rayos para edificios también utilizaron grafito.

Las celdas de batería que usan electrodos de carbono, junto con zinc y un electrolito, un portador de carga líquida, todavía se venden hoy por su bajo costo y larga vida útil. Por lo general, indican que son productos químicos de carbono-zinc o, por ejemplo , industriales o de alta resistencia. Algunas baterías de 9 voltios usan electrodos de carbono, pero la mayoría están hechas de baterías de 6 pilas alcalinas AAAA.

Todavía puede ver el grafito utilizado de manera similar a como se utilizó en los pararrayos como un componente crítico en las líneas eléctricas y los sistemas de comunicaciones telefónicas, donde un pequeño disco de grafito, cuando se expone a corrientes y voltajes muy altos, se calienta rápidamente es punto de ebullición y desconecta explosivamente el circuito eléctrico. Esta es una de las razones por las cuales un rayo que golpea un teléfono o una línea de alimentación no conduce la energía de ese rayo a todos los servicios públicos o clientes de teléfonos y mata a todos los que usan un teléfono o están cerca de una toma de corriente o un dispositivo enchufado a uno. En este caso, al igual que con las resistencias de película de carbono y los potenciómetros, estamos aprovechando la resistencia del grafito al flujo de corriente eléctrica, en lugar de lo contrario, como en el caso de los electrodos de grafito.

Los electrodos de carbono son uno de los electrodos comunes utilizados para una variedad de sistemas y sensores electroquímicos.

Si está preguntando acerca de los electrodos de carbono en baterías recargables, generalmente están hechos en forma de película que constituye múltiples componentes. La mayoría está formada por grafito natural (por su capacidad de intercalación), conduciendo negro de carbón y aglutinante como pvdf para mantener la estructura. Pero, últimamente, se desarrollan grandes variaciones de electrodos de grafito.

Típicamente grafito en polvo con algún tipo de aglutinante, similar al lápiz de plomo. Dado que el grafito es básicamente carbono, de ahí viene el nombre.