Graphitstangen werden als Kathoden im Hall-Heroult-Verfahren zur Gewinnung von Aluminiummetall aus Aluminiumoxid verwendet.
Bei diesem Verfahren bestehen sowohl die Anode als auch die Kathode aus Graphit.
4 wichtige Punkte zum Verständnis
1. Hall-Heroult-Verfahren
Dies ist ein wichtiges industrielles Verfahren zur Gewinnung von Aluminium.
Aluminiumoxid (Al2O3) wird in geschmolzenem Kryolith (Na3AlF6) aufgelöst und in einer Zelle elektrolysiert.
Das Verfahren erfordert eine hohe Temperatur von etwa 950 bis 980 Grad Celsius.
2. Die Rolle des Graphits bei dem Verfahren
Beim Hall-Heroult-Verfahren dient Graphit in einer Doppelrolle als Anode und Kathode.
Die Graphitanode wird während des Prozesses verbraucht, da sie mit Sauerstoffionen reagiert und dabei Kohlendioxid freisetzt.
Die Graphitkathode hingegen bleibt relativ stabil und bietet eine Oberfläche für die Reduktion von Aluminiumionen.
3. Warum wird Graphit verwendet?
Graphit wird wegen seiner elektrischen Leitfähigkeit, seiner Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen Temperaturen und seiner Stabilität in der elektrolytischen Umgebung ausgewählt.
Außerdem ist es relativ kostengünstig und leicht herzustellen, was für großtechnische Prozesse entscheidend ist.
4. Kathodeneigenschaften im Hall-Heroult-Verfahren
Gemäß den in der Referenz genannten wünschenswerten Eigenschaften für Kathodenmaterialien erfüllt Graphit die Kriterien eines stabilen Materials im Kontakt mit dem Elektrolyten, einer nützlichen Arbeitsspannung, einer einfachen Herstellung und geringer Kosten.
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