Bygningselektroder:En praktisk vejledning til elektrokemiske anvendelser

Af Allan Robinson | Opdateret 24. marts 2022

En elektrode er en leder, der etablerer elektrisk kontakt med de ikke-metalliske komponenter i et kredsløb - såsom elektrolytter, halvledere eller et vakuum. Afhængigt af den påtænkte anvendelse er elektroder ofte opkaldt efter deres specifikke rolle, for eksempel anode, katode eller referenceelektrode.

Trin 1:Konstruer elektroder til en elektrolytisk celle

Begynd med en simpel elektrokemisk celle:Tilslut en ledning til hver terminal på et batteri, og nedsænk de frie ender i en elektrolytisk opløsning. Trådsegmenterne, der kommer ind i opløsningen, tjener som elektroder.

Trin2:Identificer anode og katode

I en elektrolysecelle er elektroden, der er fastgjort til batteriets negative terminal, anoden, mens den, der er forbundet til den positive terminal, er katoden.

Trin 3:Forbedre elektrodeeffektiviteten

For at øge overfladearealet uden at forstørre elektrodens længde skal du vikle den ledende ledning omkring en lille cylinder - såsom cylinderen på en kuglepen. Et større overfladeareal forbedrer ladningsoverførslen og den samlede effektivitet.

Trin 4:Saml et primært (ikke-genopladeligt) batteri

Forbered katoden ved at male en blanding af mangandioxid, kaliumhydroxid og grafit til et fint pulver og derefter presse det til tabletter. Disse tabletter danner katoden af ​​et alkalisk batteri. Til anoden skal du bruge en gel, der stort set består af zinkpulver. Adskil de to elektroder med et papirlag, anbring dem i en metalbeholder, og forsegl den for at skabe en funktionel primær celle.

Trin 5:Byg et sekundært (genopladeligt) batteri

Elektrodefremstillingsprocessen afspejler primære cellers, men de elektrokemiske reaktioner er reversible. I et nikkel-cadmium-batteri indeholder katoden f.eks. cadmium, og anoden indeholder nikkel. Under afladning migrerer cadmiumioner til anoden, mens nikkelioner bevæger sig til katoden og genererer strøm. Når en ekstern strøm påføres, vender ionerne tilbage til deres oprindelige elektroder og genoplader cellen.

Påkrævede materialer

• 9V batteri
• Elektrisk ledning
• Elektrolytisk løsning
• Pen (til indpakning)
• Mangandioxid
• Kaliumhydroxid
• Grafit
• Metalbeholder