Vad är en positiv katod?

En positiv katod är en typ av katod, en ledare där elektrisk ström lämnar en elektrisk apparat. Det finns vanligtvis i galvaniska celler som batterier som är i drift, där det förser elektronerna för att driva en krets. I dessa elektriska celler rör sig elektroner mot den positiva katoden från utsidan av cellen, medan positiva joner rör sig mot den positiva katoden från insidan av cellen. Som en allmän regel följer enheter som levererar elektrisk kraft detta mönster och innehåller positiva katoder.

Även om katoden är allmänt känd som den negativa elektroden, är detta bara en vanlig egenskap och inte en sann definition. Detta antagande är baserat på rörelsen av katjoner, eller positivt laddade joner, mot katoden, och anjoner, eller negativt laddade joner, mot den andra elektroden, som kallas anoden. I en positiv katod kan katjonernas rörelse mot en annan positiv laddningskälla verka kontraintuitiv. Denna rörelse drivs emellertid av en kemisk koncentrationsgradient snarare än en elektrisk laddningspotential.

Positiva katoder finns ofta i galvaniska celler, som består av två separata halvceller förbundna med en saltbrygga eller ett membran. Varje halvcell innehåller en metall i kontakt med en elektrolyt, som kan vara antingen ett material eller en saltlösning som innehåller joner av just den metallen. Rörelsen av joner in i katoden och fortskridandet av kemiska reaktioner tillåter den galvaniska cellen att generera elektrisk energi från kemisk energi. Den positiva katoden kommer att vara platsen för reduktion när katjonerna i lösningen blir elektriskt neutrala när de förenar den fasta metallen. Detta genererar ett utflöde av elektrisk ström från katoden, tillsammans med inflödet av elektroner som behövs för att minska katjonerna.

Batterier innehåller vanligtvis många av dessa galvaniska celler för att leverera tillräckligt med energi enligt principen som beskrivs ovan. Så småningom kommer alla katjonerna att flytta in i katoden och lämnar inga fler joner för att fortsätta reaktionen. Vid denna tidpunkt kommer batteriets förmåga att generera energi att vara förbrukad.

Uppladdningsbara batterier kan köra strömmen i motsatt riktning för att återställa de elektrokemiska cellerna till deras ursprungliga tillstånd. Dessa batterier drar fördel av att många energiskapande kemiska reaktioner också är reversibla. I ett laddningsbatteri växlar den positiva elektroden från katoden till anoden när den kemiska reaktionen går i omvänd riktning. Elektronerna strömmar bort från den en gång positiva katoden och metalljonerna lämnar katoden för att återförena elektrolyten eller lösas upp i saltlösningen.