Trong quá trình chiết xuất nhôm bằng cách điện phân, rất quan trọng đối với sản xuất công nghiệp, bộ sưu tập nhôm là một liên kết chính. Và điện cực chịu trách nhiệm thu thập nhôm là cực âm.
Để hiểu rõ hơn tại sao cực âm là điện cực nơi nhôm được thu thập, chúng ta cần kết hợp quá trình điện phân nhôm cụ thể. Như chúng ta đã biết, quá trình Hall - Héroult là phương pháp chính cho điện phân nhôm. Trong quá trình này, tế bào điện phân là một thiết bị cốt lõi và nó có hai điện cực chính: cực âm và cực dương.
Cathode trong quá trình Hall - Héroult thường được làm bằng gạch carbon. Những viên gạch carbon này xếp các mặt dưới và các cạnh của tế bào điện phân. Thiết kế này không phải là tình cờ. Gạch carbon có độ dẫn điện tốt, có thể đảm bảo dòng chảy trơn tru trong tế bào điện phân. Đồng thời, họ có thể chịu được môi trường nhiệt độ - cao (khoảng 950 - 970}) trong tế bào điện phân, duy trì sự ổn định cấu trúc của chúng.
Trong quá trình điện phân, sau khi dòng điện được áp dụng, các phản ứng hóa học xảy ra ở cả hai điện cực. Ở cực dương, được làm bằng các khối carbon nướng trước-, các ion oxit bị mất electron và phản ứng với carbon để tạo thành carbon dioxide. Tại catốt, một phản ứng giảm diễn ra. Các ion nhôm trong chất điện phân nóng chảy (chủ yếu bao gồm oxit cryolite và nhôm) bị thu hút bởi catốt tích điện âm. Chúng có được các electron và được giảm xuống thành nhôm kim loại.
Do mật độ của nhôm nóng chảy lớn hơn so với chất điện phân nóng chảy, nhôm nóng chảy được tạo ra sẽ chìm xuống đáy tế bào điện phân. Và đáy của tế bào điện phân chính xác là nơi đặt cực âm (gạch carbon). Vì vậy, nhôm nóng chảy tích tụ trên bề mặt của cực âm, nhận ra bộ sưu tập nhôm.
Ngoài ra, cực âm không chỉ đóng vai trò thu thập nhôm mà còn cung cấp một môi trường ổn định cho phản ứng điện phân. Các viên gạch carbon của catốt không phản ứng với nhôm nóng chảy trong điều kiện điện phân bình thường, đảm bảo rằng nhôm được thu thập không bị ô nhiễm và duy trì độ tinh khiết của nó. Điều này rất quan trọng đối với chất lượng của sản phẩm nhôm cuối cùng.
Cần lưu ý rằng mặc dù cực dương cũng là một phần quan trọng của tế bào điện phân, nhưng nó không liên quan đến việc thu thập nhôm. Chức năng chính của nó là tham gia vào phản ứng oxy hóa và tiến hành điện. Quá trình thu thập nhôm có liên quan chặt chẽ với cực âm do hướng chuyển động ion và các đặc điểm của phản ứng giảm trong quá trình điện phân.
Tóm lại, trong quá trình điện phân nhôm, điện cực nơi nhôm được thu thập là cực âm. Vật liệu độc đáo của nó (gạch carbon), vị trí (ở dưới cùng của tế bào điện phân) và các phản ứng hóa học xảy ra ở đó làm cho nó trở thành điện cực chính cho bộ sưu tập nhôm, cung cấp một sự đảm bảo đáng tin cậy cho sự tiến bộ trơn tru của sản xuất nhôm công nghiệp.
