电极是各种电气和电化学系统的基本组成部分。
这些系统包括电池、电解过程和分析化学应用。
电极材料的选择至关重要，因为它会影响这些系统的性能、稳定性和效率。
理想的电极材料通常价格低廉、无毒、机械稳定，并能被加工成各种形状。
它们还应具有良好的电化学特性，如高表面积和低电阻。
选择电极材料时应考虑的 5 个要点
1.电极材料的一般特性
电极材料必须是良好的电导体，以促进有效的电子转移。
电极材料应在温度、压力和溶剂接触等各种条件下保持稳定。
材料应具有延展性，以制造出不同形状的电极，如棒、线、板、泡沫和网格。
出于实用和环保的考虑，最好使用价格低廉且无毒的材料。
2.常见电极材料
铂、金和铜具有良好的导电性和稳定性，因此常用。
碳基材料（如碳毡、碳布和石墨）因其高表面积和低成本而广受欢迎。
有些电极使用的是与电活性涂层（如铂化铂）相结合的支撑材料。
3.应用和特定材料
无定形碳、金和铂是分析化学的典型选择。玻璃电极用于 pH 值测量。
根据电池类型的不同，电极材料的选择也大不相同。例如，铅酸电池使用铅电极，而锂聚合物电池则使用带有移动锂离子的聚合物基质。
电能用于将盐和矿石转化为金属，通常使用金属电极。
4.专用电极材料
辅助电极由金、铂或碳等电化学惰性材料制成，以确保它们不会干扰主要的电化学反应。
旋转环盘电极 (RRDE) 通常由金、铂或玻璃碳制成，其中玻璃碳由于电催化活性低，通常用于电催化测量。
5.表面积考虑
碳毡和铂化铂等材料具有高表面积，有利于降低电流密度和电池电位，尤其是在有机溶剂中。
表面积的差异很大，多孔材料的表面积比光滑电极的表面积大得多。
挑战与未来方向
有些材料（如玻璃碳）会在高氧化电位下溶解，从而限制了它们在某些应用中的使用。
虽然金和铂等常见材料很有效，但它们的成本和可用性可能是限制因素。
我们不断需要新的改良电极材料来扩大应用范围和提高性能。
总之，选择电极材料是设计高效可靠的电化学系统的一个关键方面。
材料的选择取决于具体的应用，要考虑导电性、稳定性、成型性和成本等因素。
持续的研究和开发对于发现新材料和优化现有材料以适用于各种电化学应用至关重要。
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