Анод – это электрод прибора, который присоединяется к положительному полюсу необходимого источника питания. При этом электрический потенциал анода является положительным по отношению к потенциалу указанного катода. Во всех процессах электролиза анод – это электрически положительный полюс, на котором происходят окислительно-восстановительные реакции. Получается, что результатом этих операций может быть разрушение анода. Это используется, например, при электрорафинировании металлов.
В металлургии используется анод для гальваники для того, чтобы наносить на поверхность изделий слой металла электрохимическим способом или для электрорафинирования. При этом процессе металл с примесями полностью растворяется на аноде, а потом осаждается в чистом виде на катоде.
В основном распространены аноды из цинка, которые могут быть литыми, сферическими, катаными. Причем последние используются чаще всего. Кроме того, берут аноды из никеля, меди, олова, бронзы, кадмия, сплава сурьмы и свинца, серебра, платины и золота. А вот из кадмия аноды почти не используют, что обуславливается их экологической вредностью. Анод из драгоценных металлов используют для того, чтобы повысить коррозионную стойкость, улучшить эстетические свойства предметов, а также для других целей. Кроме того, они пригодятся и для того, чтобы повысить электропроводность изделий.
В вакуумных электронных приборах анод – это специальный электрод, который способен притягивать к себе любые летящие электроны, которые испущены катодом. В рентгеновских трубках и электронных лампах он имеет такую конструкцию, когда полностью поглощает все электроны. В электронно-лучевых трубках аноды являются элементами электронной пушки, которые поглощают только часть летящих электронов, формируя при этом электронный луч после себя. В полупроводниковых приборах электроды, которые подключаются к положительному источнику тока, когда прибор открыт, то есть он имеет небольшое сопротивление, называют анодом, а тот, что подключен к отрицательному полюсу, соответственно, – катодом.
В специальной литературе часто можно встретить самое разное обозначение знака анода: «+» или «-». Это определяется особенностями рассматриваемых процессов. К примеру, в электрохимии считают, что катод – это электрод, на котором протекает процесс восстановления, а анод – это электрод, на котором протекает процесс окисления. При активной работе электролизера внешний источник тока обеспечивает на одном электроде избыток электронов и здесь происходит восстановление металла. Этот электрод является катодом. А на другом электроде, в свою очередь, обеспечивается недостаток электронов и происходит окисление металла, и его называют анодом.
При работе гальванического элемента, на одном из электродов избыток электронов обеспечивается уже не внешним источником тока, а именно реакцией окисления металла, то есть здесь отрицательным будет уже анод. Электроны, которые проходят через внешнюю цепь, будут расходоваться на протекание реакции восстановления, то есть катодом можно назвать положительный электрод.
Исходя из такого толкования, для аккумулятора аноды и катоды меняются местами в зависимости от того, как направлен ток внутри аккумулятора. В электротехнике анодом называют положительный электрод. Так электрический ток течет от анода к катоду, а электроны – наоборот.
Почти в каждой квартире или доме нашей страны установлен водонагреватель. Это связано с перебоями в подаче горячей воды и с “постоянным” ремонтом тепловых систем. Несомненно, наличие такого устройства облегчает жизнь, так как не нужно греть воду в тазиках и кастрюлях, боясь ошпариться. Для продления срока службы водонагревателей, их периодически нужно чистить и “мыть” изнутри. Если этого не делать, то может произойти так, что бойлер потечет или перегорит ТЭН. Для исключения возникновения ржавчины и для предотвращения других неприятностей, внутри бака бойлера установлен магниевый анод. Давайте попробуем разобраться, что это и зачем он нужен?
Магниевый анод — это деталь накопительного бойлера из магниевого сплава и металлического элемента внутри. Эта деталь устанавливается производителями рядом с ТЭНом или сверху внутренней колбы в баке бойлера, может иметь разный размер.
Магниевый анод — защищает внутреннюю поверхность бака водонагревателя от коррозии, а ТЭН от образования накипи, снижая ее плотность и облегчает чистку бака. Анод из магния устанавливается производителями как в бойлерах с сухим ТЭНом так и с мокрым, что обеспечивает “защиту” не только нагревательного элемента, но и внутренней поверхности бака.
Так как большая часть бойлеров изготавливаются из металла, то его взаимодействия с водой избежать не возможно. Соответственно, образование ржавчины не избежать, так как в водопроводной воде растворен кислород, который способствует ее образованию. В процессе нагревания воды в баке бойлера, кислород начинает активно выделяться из воды и разрушает стенки бака водонагревателя.
Химический элемент — магний, из которого изготовлен анод, вступает в реакцию с водой более активно, чем железо, нержавейка и эмалированный металл (то из чего сделан бак). В процессе подогрева воды выделяемый кислород приводит к окислению магниевого анода и только при полном его разрушении начинают окисляться внутренние стенки бака бойлера. Грязь, убираемая из бака во время очистки — это и есть окислившийся анод.
Коррозии при взаимодействии с водой поддается и нержавеющая сталь, и эмалированное покрытие металла. Хоть производители и утверждают обратное.
Согласно законам физики: при нагревании происходит расширение металла. Хоть состав эмалированного покрытия подбирают согласно коэффициенту расширения металла, но в процессе эксплуатации появляются трещины и сколы, которые приводят к коррозии при взаимодействии с водой. А если единожды осушить бак, слив всю воду, то кислород приведет к еще быстрому разрушению эмали. Так что не сливайте всю воду из бака бойлера.
Нержавеющая сталь — это сталь с большим количеством хрома, обладает коррозийной стойкостью на воздухе и в агрессивной среде.
Как ни странно, но такой бак может потечь из-за блуждающих токов, если нет заземления устройства. Без заземления блуждающие токи “простреливают” и происходит откол слоя нержавейки, который впоследствии приведет к протечке. Также коррозия может произойти из-за сваривания стали при производстве баков для бойлеров, во время этого процесса теряется ряд свойств и меняется кристаллическая решетка молекул металла. Магниевый анод в таких баках устанавливается производителем единожды (этого хватит на весь срок службы, при условии заземления) и его замена не требуется. При выборе и покупке бойлера, обращайте внимание на материал изготовления бака.
Основные свойства магниевого анода заключаются в снижении отрицательного воздействия качества воды и блуждающих токов на внутренние детали водонагревателя. За счет интенсивности окисления магния, магниевый анод, является единственной защитой внутреннего слоя бака бойлера от коррозии, хоть и пассивной.
Советы по использованию магниевого анода в водонагревателях:
Сегодня на рынке водонагревательных устройств представлено огромное их количество, что затрудняет выбор бойлера. Прежде всего, осуществлять покупку нужно в магазинах с благоприятной историей и положительными отзывами покупателей. Компания Atlantic была основана в 1968 году во Франции и уже много лет поставляет бытовое оборудование в большинство стран мира. Купить магниевый анод можно в специализированных магазинах и сервисных центрах. Осуществить выбор бойлера Atlantic и комплектующих к ним можно на нашем сайте Atlantic в Украине. Предварительно рекомендуем изучить их свойства, функции, характеристики, цены и отзывы. При необходимости специалисты магазина проконсультируют вас, и ответят на все интересующие вопросы.
Сянчжэнь Чжу, ab Цзянь Сюй, б Юньпэн Луо, б Цинфэн Фу, б Гуйшэн Лян, б Лицзе Луо, б Юнджун Чен, 9 лет0007 б Чунфу Лин * аб и Х. С. Чжао * ак
Принадлежности автора
* Соответствующие авторы
и Институт материалов для энергетики и окружающей среды, Школа материаловедения и инженерии, Университет Циндао, Циндао 266071, Китай
Электронная почта: [email protected]
б Государственная ключевая лаборатория использования морских ресурсов в Южно-Китайском море, Школа материаловедения и инженерии, Хайнаньский университет, Хайкоу 570228, Китай
с Школа химического машиностроения, Университет Квинсленда, Сент-Люсия, Брисбен, QLD 4072, Австралия
Электронная почта: george. [email protected]
Оксиды интеркаляционного типа на основе ниобия считаются перспективными анодными материалами для литий-ионных аккумуляторов благодаря их высокой теоретической/практической емкости, длительной циклируемости и высокой безопасности. Однако исследования в этой области исследований все еще очень ограничены. Здесь мы изучаем MoNb
. 2022 14 декабря; 14 (49): 54670-54675.
дои: 10.1021/acsami.2c14152. Epub 2022 16 ноября.
Тайсей Судзуки 1 , Хиромаса Мурата 2 , Юя Кадо 3 , Такамицу Исияма 1 , Нориюки Сайто 4 , Норико Йошизава 5 , Такаси Суэмасу 1 , Каору Токо 1
Принадлежности
Тайсей Судзуки и др. Интерфейсы приложений ACS. .
. 2022 14 декабря; 14 (49): 54670-54675.
дои: 10.1021/acsami.2c14152. Epub 2022 16 ноября.
Тайсей Сузуки 1 , Хиромаса Мурата 2 , Юя Кадо 3 , Такамицу Исияма 1 , Нориюки Сайто 4 , Норико Йошизава 5 , Такаси Суэмасу 1 , Каору Токо 1
С развитием практических тонкопленочных батарей многослойный графен (MLG) активно исследуется в качестве анодного материала. Поэтому исследования по определению технологии изготовления толстых МЛГ на произвольных подложках при низких температурах необходимы. В данном исследовании мы сформировали MLG с контролируемой толщиной при низких температурах с использованием метода послойного обмена (LE) и оценили его анодные свойства. Метод НЭ позволил сформировать на фольге Та однородный МЛГ с широким диапазоном толщин (25-500 нм). Характеристика заряда/разряда с использованием элементов типа монеты показала, что общая емкость, соответствующая внедрению Li в прослойку MLG, увеличивалась с увеличением толщины MLG. Напротив, просвечивающая электронная микроскопия поперечного сечения показала образование оксида металла на границе раздела MLG/Ta во время отжига, который имел небольшую емкость по литию. MLG с достаточной толщиной (500 нм) продемонстрировал превосходную кулоновскую эффективность и сохранение емкости по сравнению с объемным графитом, образованным при высоких температурах. Эти результаты привели к разработке недорогих и надежных перезаряжаемых тонкопленочных аккумуляторов.
Ключевые слова: электрохимическое свойство; графитовая тонкая пленка; обмен слоями; металл-индуцированная кристаллизация; многослойный графен; аккумулятор.
Послойный обменный синтез многослойного графена.
Токо К., Мурата Х. Токо К. и др. Нанотехнологии. 2021 сен 2; 32 (47). дои: 10.1088/1361-6528/ac1d05. Нанотехнологии. 2021. PMID: 34384058 Обзор.
Многослойный графен с высокой электропроводностью, образованный путем обмена слоями с контролируемой толщиной и промежуточным слоем.
Мурата Х., Накадзима Ю., Сайто Н., Йошизава Н., Суэмасу Т., Токо К. Мурата Х. и др. Научный представитель, 11 марта 2019 г .; 9 (1): 4068. doi: 10.1038/s41598-019-40547-0. Научный представитель 2019. PMID: 30858422 Бесплатная статья ЧВК.
Si 1-x Ge x Синтез анодов на пластиковых пленках для гибких аккумуляторных батарей.
Мурата Х., Нодзава К., Судзуки Т., Кадо Ю., Суэмасу Т., Токо К. Мурата Х. и др. Научный представитель 2022 г., 12 августа; 12 (1): 13779. doi: 10.1038/s41598-022-18072-4. Научный представитель 2022. PMID: 35962140 Бесплатная статья ЧВК.
Исследования тонких пленок Si в качестве анода литий-ионных аккумуляторов.
Ву Кью, Ши Б., Бареньо Дж., Лю Ю., Марони В.А., Чжай Д., Дис Д.В., Лу В. Ву Кью и др.