Electrod - Electrode

Un electrod este un conductor electric utilizat pentru a face contact cu o parte nemetalică a unui circuit (de exemplu, un semiconductor , un electrolit , un vid sau aer). Cuvântul a fost inventat de William Whewell la cererea savantului Michael Faraday din două cuvinte grecești : elektron , adică chihlimbar (din care derivă cuvântul electricitate ) și hodos , un mod.

Electrophore , inventat de Johan Wilcke , a fost o versiune timpurie a unui electrod folosit pentru a studia electricitatea statică .

Anod și catod în celulele electrochimice

Un electrod dintr-o celulă electrochimică este denumit fie anod, fie catod (cuvinte care au fost inventate de William Whewell la cererea lui Faraday). Anodul este definit acum ca electrodul la care electronii părăsesc celula și are loc oxidarea (indicat printr-un simbol minus, "-"), iar catodul ca electrod la care electronii intră în celulă și are loc reducerea (indicat printr-un simbol plus , „+”). Fiecare electrod poate deveni fie anodul, fie catodul, în funcție de direcția curentului prin celulă. Un electrod bipolar este un electrod care funcționează ca anodul unei celule și catodul altei celule.

Celula primară

O celulă primară este un tip special de celulă electrochimică în care reacția nu poate fi inversată și, prin urmare, identitățile anodului și catodului sunt fixate. Anodul este întotdeauna electrodul negativ. Celula poate fi descărcată, dar nu reîncărcată.

Celula secundară

O celulă secundară , de exemplu o baterie reîncărcabilă , este o celulă în care reacțiile chimice sunt reversibile. Când celula este încărcată, anodul devine pozitiv (+) și catodul electrod negativ (-). Acesta este și cazul unei celule electrolitice . Când celula este descărcată, ea se comportă ca o celulă primară, cu anodul ca negativ și catodul ca electrod pozitiv. Procesele de încărcare și descărcare , cum ar fi cele din bateriile litiu-ion , tind să suporte pierderi mari prin rezistența la contact la electrozi. Minimizarea acestor pierderi localizate de electrod constituie o abordare importantă în îmbunătățirea consumului de energie în stocarea electrochimică.

Alți anod și catod

Într-un tub de vid sau un semiconductor cu polaritate ( diode , condensatori electrolitici ) anodul este electrodul pozitiv (+) și catodul negativ (-). Electronii intră în dispozitiv prin catod și ies din dispozitiv prin anod. Multe dispozitive au alți electrozi pentru a controla funcționarea, de exemplu, bază, poartă, rețea de control.

Într-o celulă cu trei electrozi, un contra-electrod, numit și electrod auxiliar , este utilizat numai pentru a face o conexiune la electrolit, astfel încât să poată fi aplicat un curent la electrodul de lucru. Contra electrodul este de obicei realizat dintr-un material inert, cum ar fi un metal nobil sau grafit , pentru a nu se dizolva.

Electrozi de sudură

În sudarea cu arc , un electrod este utilizat pentru a conduce curentul printr-o piesă de prelucrat pentru a fuziona două piese împreună. În funcție de proces, electrodul este fie consumabil, în cazul sudării cu arc metalic gazos sau sudat cu arc metalic ecranat , fie neconsumabil, cum ar fi sudarea cu arc gaz tungsten . Pentru un sistem de curent continuu, tija sau bastonul de sudură pot fi un catod pentru o sudură de tip umplere sau un anod pentru alte procese de sudare. Pentru un sudor cu arc de curent alternativ, electrodul de sudură nu ar fi considerat un anod sau catod.

Electrozi de curent alternativ

Pentru sistemele electrice care utilizează curent alternativ , electrozii sunt conexiunile de la circuit la obiectul asupra căruia se acționează curentul electric, dar nu sunt desemnați anod sau catod deoarece direcția de curgere a electronilor se schimbă periodic , de obicei de multe ori pe secundă .

Utilizări

Electrozii sunt folosiți pentru a furniza curent prin obiecte nemetalice pentru a le modifica în numeroase moduri și pentru a măsura conductivitatea în numeroase scopuri. Exemplele includ:

• Electrozi pentru pilele de combustibil
• Electrozi pentru scopuri medicale, cum ar fi EEG (pentru înregistrarea activității creierului), ECG (înregistrarea bătăilor inimii ), ECT (stimulare electrică a creierului), defibrilator (înregistrarea și livrarea stimulării cardiace)
• Electrozi pentru tehnici de electrofiziologie în cercetarea biomedicală
• Electrozi pentru execuție de către scaunul electric
• Electrozi pentru galvanizare
• Electrozi pentru sudarea cu arc
• Electrozi pentru protecție catodică
• Electrozi pentru împământare
• Electrozi pentru analize chimice folosind metode electrochimice
• Nanoelectrozi pentru măsurători de înaltă precizie în nanoelectrochimie
• Electrozi inerti pentru electroliza (din platina )
• Ansamblu electrod membranar
• Electrozi pentru arma Taser cu electroșoc

Electrozi modificați chimic

Electrozii modificați chimic sunt electrozi care au suprafețele modificate chimic pentru a schimba proprietățile fizice , chimice , electrochimice , optice , electrice și de transport ale electrodului . Acești electrozi sunt utilizați în scopuri avansate în cercetare și investigație.

Vezi si

Referințe