Elektrode

Elektrode

Eine Elektrode (v. engl.: electrode aus electric und griech.: hodós Weg) ist ein Elektronen leiter, der im Zusammenspiel mit einer Gegenelektrode mit einem zwischen beiden Elektroden befindlichen Medium in Wechselwirkung steht. Die Elektrode, zu der sich negativ geladene Teilchen (z.B. Anionen oder Elektronen) bewegen, wird Anode genannt. Die Elektrode, zu der sich positiv geladene Teilchen (z.B. Kationen) bewegen, heißt Kathode. Je nach Art des die Elektrode umgebenden Mediums kommt es zu unterschiedliche Formen der Welchselwirkung:

Ist das Medium ein Isolator, baut sich zwischen den Elektroden ein elektrisches Feld auf. Diese Konfiguration wird Kondensator genannt.

Ist das Medium ein Vakuum oder ein Gas, so baut sich wie im Falle des Isolators ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden auf. Jedoch können sich Elektronen von einer Elektrode (Kathode) zur anderen bewegen, wenn der Austritt aus der Kathode ermöglicht wird, z.B. durch Feldemission oder thermische Emission (→Elektronenröhre, Röntgenstrahler). Ist das Medium ein Gas, dann werden die Atome bzw. Moleküle des Gases teilweise ionisiert, so dass ein Plasma entsteht. Im Plasma bewegen sich neben den Elektronen auch die Ionen im elektrischen Feld (→Gasentladungsröhre).

Auch die Elektroden der Zündkerzen und die Schweißelektroden beim Elektroschweißen fallen in diese Kategorie. Die Schweißelektroden erzeugen beim Schweißen einen Lichtbogen mit dem zu schweißenden Material. In der Hitze des Lichtbogens schmelzen beide und die Elektrode dient als Zusatzwerkstoff, damit die Materialien verbunden werden.

Ist das Medium ein Ionenleiter (Elektrolyt), dann baut sich an der Elektrode durch Oxidations- und Reduktionsreaktionen ein elektrochemisches Potential auf. Man unterscheidet je nach Art der Abhängigkeit von der Konzentration des Elektrolyten vier Typen von Elektroden:

Elektroden erster Art
Elektroden zweiter Art
Redox - Elektroden
Ionensensive - Elektroden

Schließt man zwei Elektroden, die in unterschiedlich konzentrierte Elektrolytlösungen tauchen oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen, über einen Stromkreis aneinander, erhält man ein galvanisches Element. Zwischen den Elektroden besteht eine Spannung, die häufig auch die elektromotorische Kraft (EMK) genannt wird. Solch eine Anordnung kann Strom abgeben (→Batterie) Durch Zuschalten einer äußeren Spannung laufen andere chemische Reaktionen an den Elektroden ab (→Elektrolyse). Die Elektroden können aus Metallen oder Halbleitern bestehen, z.B. auch aus Graphit, und können flüssig (Quecksilber) oder fest sein.