Elektroda je prevodnik, ki prenaša električni tok iz enega medija v drugega, običajno od vira energije do naprave ali materiala. Lahko je v več različnih oblikah, vključno z žico, ploščo ali palico, in je najpogosteje izdelan iz kovine, kot so baker, srebro, svinec ali cink, lahko pa tudi iz nekovinske snovi. ki prevaja elektriko, kot je grafit. Elektrode se uporabljajo pri varjenju, galvanizaciji, baterijah, medicini in v industriji za procese, ki vključujejo elektrolizo.
Anode in katode
V primeru enosmernega (DC) toka so elektrode v parih in so znane kot anode in katode. Za baterijo ali drug vir enosmernega toka je katoda opredeljena kot elektroda, iz katere tok zapusti, in anoda kot točka, kamor se vrača. Iz razlogov, ki so bolj zgodovinski kot znanstveni, je elektrika v vezju po dogovoru prikazana kot potovanje od pozitivnega do negativnega, tako da se vidi kot tok pozitivnega naboja iz katode v anodo. Električni tok pa je sestavljen iz toka drobnih negativno nabitih delcev, imenovanih elektroni, zato je ta tok pravzaprav v nasprotni smeri. V tem kontekstu je verjetno bolje razmišljati preprosto v smislu pozitivnih in negativnih terminalov.
V notranjosti baterije ali elektrokemične celice so elektrode izdelane iz različnih materialov, od katerih ena lažje oddaja elektrone kot druga. Ohranjajo se v stiku s prevodno kemikalijo, ki se lahko razdeli na pozitivno in negativno nabite ione. Ko je vezje končano, z drugimi besedami, ko je baterija povezana z električno napravo, kot je žarnica, se v celici zgodi redoks reakcija. To pomeni, da prevodna kemikalija pridobi elektrone na eni elektrodi – proces, znan kot redukcija – in jih izgubi na drugi – proces, imenovan oksidacija -, zaradi česar elektroni tečejo kot tok okoli vezja. Redukcija vedno poteka na katodi, oksidacija pa na anodi.
Pri bateriji za ponovno polnjenje je ta postopek obrnjen, medtem ko se baterija polni. Električni tok iz drugega vira se uporablja za napajanje redoks reakcije v nasprotni smeri, kar pomeni, da anoda postane katoda in obratno. Še vedno velja, da na katodi poteka redukcija, na anodi pa oksidacija, vendar je smer toka obrnjena, tako da je katera elektroda negativna in katera pozitivna je odvisno od tega, ali baterija dovaja tok ali se polni. Včasih so celice med seboj povezane z elektrodo, ki deluje kot anoda za eno celico in katoda za drugo. To je znano kot bipolarna elektroda.
V primeru izmeničnega (AC) toka ni razlike med anodo in katodo. To je zato, ker tok nenehno obrača smer, večkrat na sekundo. Elektroda, ki uporablja to vrsto toka, bi zato nenehno preklapljala med negativnim in pozitivnim.
Elektroliza
V tem procesu enosmerni tok teče skozi prevodni tekoči medij od katode do anode, kar omogoča potek redukcijskih in oksidacijskih procesov. To je zelo uporaben način proizvodnje določenih kemikalij in zlasti izolacije kemičnih elementov iz njihovih spojin. V primeru nekaterih zelo reaktivnih elementov je to edini praktičen način.
Za pridobitev danega elementa lahko ionsko spojino tega elementa elektroliziramo. Primer je proizvodnja kovinskega natrija iz staljene soli ali natrijevega klorida. Ko teče tok, se pozitivno nabiti natrijevi ioni pritegnejo na negativno elektrodo ali katodo, kjer pridobijo elektrone in tvorijo kovinski natrij. Negativno nabiti kloridni ioni se pritegnejo na anodo, kjer izgubijo elektrone, pri čemer nastane plin klora, ki se tudi zbira kot stranski produkt.
Galvanizacija
Pri tem postopku je kovinski predmet prevlečen z drugo kovino, da se izboljša njegova odpornost proti koroziji ali videz. Predmet, ki ga je treba premazati, tvori katodo v postopku elektrolize tako, da je potopljen v raztopino topne spojine kovine, ki bo tvorila prevleko, pri čemer je iz te kovine izdelana tudi anoda. Ko teče tok, se pozitivni kovinski ioni iz raztopine pritegnejo na katodo in na njej tvorijo usedlino. Ko se ioni v raztopini porabijo, jih nadomestijo ioni, ki nastanejo iz anode. Včasih je anoda izdelana iz drugega materiala, ki ni porabljen; pri tej metodi je treba kovinske ione nadomestiti z dolivanjem raztopine.
Druge uporabe
Elektrode se uporabljajo pri obločnem varjenju, tehniki za spajanje dveh kosov kovine z močnim električnim tokom. Potrošna elektroda se topi in zagotavlja material, ki povezuje kovine. Nepotrošni tip je izdelan iz materiala z zelo visokim tališčem, kot je volfram, in preprosto zagotavlja toploto za taljenje drugega materiala, ki tvori spoj. V medicini se lahko v nujnih primerih uporabljajo elektrode za uporabo električnega toka v srcu v tehniki, znani kot defibrilacija. Uporabljajo se tudi za beleženje električne aktivnosti v možganih med elektroencefalogramom (EEG).