elektroden

Een elektrode is een geleider die aan een elektrisch circuit is verbonden en een plek biedt waar elektronen kunnen uitgewisseld worden met een elektrolyt of met een andere geleider. In elektrochemische systemen leveren elektroden de conversie van chemische energie naar elektrische energie (electrolyse of galvanische cellen) en dienen ze als meetpunt voor chemische processen.

Drie hoofdtypen komen vaak voor: de werk-elektrode, de tegen-elektrode en de referentie-elektrode. De werk-elektrode voert de hoofdreactie uit, de tegen-elektrode sluit de stroomkring en de referentie-elektrode levert een stabiel potentiaal voor meting. Voor sensoren kunnen ook micro-elektroden worden gebruikt.

Materialen en oppervlak bepalen de prestaties. Veelgebruikte elektrode-materialen zijn koolstof (grafiet, koolstofvezel), platina, goud en roestvrij staal. De keuze hangt af van de aard van de reactie, corrosiebestendigheid en gewenste gevoeligheid. Oppervlaktebehandeling en coatings (bijv. katalytische lagen) kunnen de reactieketen en selectiviteit verbeteren.

Bij de elektrolyt-interface ontstaat een elektrisch veld en een dubbele laag, wat potentiaal en kinetiek van de reactie beïnvloedt. Het gedrag wordt mede bepaald door de Nernst-vergelijking en overpotential. Deze verschijnselen bepalen of een proces oxidatie of reductie ondergaat en hoe efficiënt het verloopt.

Toepassingen omvatten elektrolyse (bijv. waterelektrolyse), elektroplating en elektro-synthese, energietechnologie (batterijen en supercondensatoren) en sensorische toepassingen. In biomedische systemen worden elektroden gebruikt als pH- en ion-sensoren en als elektroden voor neurale en spierstimulatie en monitoring.