Anode và Cathode là gì?

Anode và catốt là cặp điện cực lõi trong hệ thống chống ăn mòn. Vỏ tàu bằng thép đóng vai trò là catốt và phải hoạt động với anode hy sinh và bảo vệ catốt: trong cụm anode-cathode hợp kim nhôm, anode ưu tiên hòa tan và liên tục cung cấp electron cho catốt thép. Dữ liệu thực địa cho thấy các kết hợp anode-cathode được tối ưu hóa có thể ổn định điện thế vỏ tàu dưới -0,85V. Đối với đường ống chôn ngầm, anode và catốt hợp kim kẽm cần được lấp đầy dẫn điện để giảm điện trở suất của đất từ >50 Ω·m xuống 1-5 Ω·m, đảm bảo bảo vệ catốt của đường ống đồng đều. Kỹ thuật biển sâu xác minh rằng các hệ thống anode-cathode được chế tạo đặc biệt đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế dưới áp suất cao, chứng minh độ tin cậy của cặp này bắt nguồn từ sự kết hợp điện hóa chính xác.

Cặp điện cực trong chuyển đổi năng lượng pin

Pin lithium-ion dựa vào các ion lithium di chuyển qua lại giữa cực dương và cực âm. Trong quá trình xả, các ion chảy từ cực dương than chì sang cực âm oxit kim loại; quá trình sạc sẽ đảo ngược dòng chảy này. Các thử nghiệm thực tế xác nhận: các sản phẩm lưu huỳnh ở cực âm trong pin lithium-lưu huỳnh gây độc cho cực dương kim loại lithium, gây mất hơn 50% dung lượng. Giải pháp này đòi hỏi phải đồng thời cải tiến cực dương và cực âm - sử dụng cực dương composite silicon/carbon xốp để tăng cường độ ổn định, đồng thời bổ sung lớp phủ xúc tác vào cực âm để tăng tốc phản ứng. Mỗi chu kỳ sạc-xả đều là kết quả của sự hợp tác giữa cực dương và cực âm; sự cố của một trong hai cực sẽ phá hủy trung tâm năng lượng này.

Đột phá mang tính hiệp đồng cho cực dương và cực âm trong điều kiện khắc nghiệt

Hiệu suất nhảy vọt ở cực dương và cực âm phụ thuộc vào sự kết hợp vật liệu-môi trường sâu. Trong các bộ điện phân nhôm, cực dương carbon truyền thống gây ra lượng khí thải carbon cao trong quá trình tiêu thụ, trong khi pin mới sử dụng bộ thu dòng điện hai chức năng để tối ưu hóa cả giao diện cực dương và cực âm, đạt hiệu suất chu kỳ >99%. Đối với các hệ thống oxy trên Mặt Trăng, cực dương kim loại trơ trong bộ điện phân muối nóng chảy giải phóng oxy đều đặn ở mức 950°C, trong khi đất Mặt Trăng trải qua quá trình khử tại chỗ ở cực âm để tạo ra oxy—hệ thống cực dương-cực âm này đạt được sản lượng oxy 10kg/m²/ngày. Trong quá trình bảo trì tàu, các mô-đun cực dương-cực âm có thể tiêu hao cần được thay thế khi còn 30% trọng lượng; kỹ thuật đường ống cần các nhóm cực dương-cực âm sau mỗi 50 mét để đảm bảo điện thế đồng đều. Từ biển sâu đến không gian vũ trụ, sự phát triển của công nghệ cực dương-cực âm tập trung vào các cơ chế hợp tác của chúng trong các tình huống cụ thể.

Truy cập Titanium Anodes để tìm hiểu thêm