惰性电极是指不易得失电子的,一般不与电解液反应的电极。由铂、金或碳等惰性材料与含有可溶性的氧化态和还原态物质的溶液组成。在惰性电极的选材方面,主要考虑的是电解质中各组分(包括铝电解质和金属Al、Na)与电极的物理化学及电化学作用,电极制品本身的物理化学性质(如导电性、抗热震性、可加工性等)。
在惰性电极的选材方面,主要考虑的是电解质中各组分(包括铝电解质和金属Al、Na)与电极的物理化学及电化学作用,电极制品本身的物理化学性质(如导电性、抗热震性、可加工性等)。一般认为,惰性电极材料的性能应达到以下要求:
(1)对熔融电解质呈化学惰性,即不溶解,不与熔盐电解质发生化学反应,不受其渗透侵蚀,且能抵抗空气氧化;
(2)良好的电化学稳定性,即作为阳极,在阳极极化时不发生阳极溶解,本身能抵抗电化学氧化,对电极上的新生态氧很稳定,不生成氧化膜;作为阴极,不与阴极产物的生成化合物或合金,或本身不发生还原作用;
(3)良好的电子导电性;
(4)优良的机械性能;
(5)原材料易于获得;
(6)易于制造和加工成型;
(7)成本不高。
能够完全满足以上惰性电极材料要求的极少。对于电解铝生产而言,条件(5) (6) (7)更具有现实意义。惰性电极材料的应用有两大优势,一为经济方面,二为环保方面。在经济方面,它可取代碳素电极而节省大量优质碳素材料,节省更换电极的劳动力成本,它可降低电极的极距特别是如同时使用惰性阳极和惰性阴极,可大大减少电解铝生产的能耗,预计节能最高可达35%。同时,氧气可作为电解铝生产过程中阳极的副产品,其经济效益可达原铝生产效益的3%。在环保方面,惰性电极的使用,可以根除产生温室效应的CO2气体,以及电解铝中其它有害气体如CF4,C2F6等的排放,从而有利于电解铝生产操作工人的健康和国家环保方面的要求。因此,将惰性电极材料应用于生产中去,势必会对电解铝生产技术的进步和提高其经济效益具有重大意义