Elektrode

Elektroden dienen der Zu- oder Abführung von elektrischem Strom in Lösungen, Gase oder in das Vakuum. Sie bestehen meist aus metallischen Leitern, die je nach Aufgabe und Anwendungszweck unterschiedliche Formen und Anordnungen besitzen.

Die positive Elektrode wird als Anode bezeichnet. Zur Anode wandern negativ geladene Teilchen, die als Anionen bezeichnet werden. In Elektronenröhren oder in Gasentladungsröhren handelt es sich bei diesen Teilchen um Elektronen, in Elektrolyten können es beliebige negativ geladene Ionen sein. Die negative Elektrode ist die Katode. Zu ihr bewegen sich - falls vorhanden - positiv geladene Ladungsträger, die man auch Kationen nennt.

Verschiedene Arten von Katoden

In Elektronenröhren dienen Katoden zur Emission von Elektronen. Je nach beabsichtigten Zweck kann die verwandte Elektrode in diesen Röhren spezielle Merkmale aufweisen.

Bei spitz zulaufenden Katoden handelt es sich häufig um Feldemissionskatoden. Bei dieser Art von Katoden erreicht die elektrische Feldstärke in der Nähe der Metallspitze sehr hohe Werte. Dadurch werden Elektronen aus dem Katodenmetall emittiert und stehen als frei bewegliche Ladungsträger zur Verfügung.

Unter Ausnutzung der Glühemission arbeiten so genannte Glühkatoden. Entweder wird die Glühkatode über eine gesonderte Heizwendel erwärmt oder sie ist so konstruiert, dass sie beim Röhrenbetrieb selbst heiß genug wird, um den glühelektrischen Effekt an ihrer Oberfläche auszulösen.
In Fotozellen werden die Katoden durch Lichtbestrahlung zur Elektronenemission angeregt.

Elektroden bei der Elektrolyse

Für die Elektrolyse nutzt man die Elektroden neben der Stromzuführung gleichzeitig als Stoffsammler. Da an den Elektroden die Reaktionsprodukte der Elektrolyse abgeschieden werden, versieht man sie nach Möglichkeit mit speziellen Gasaustrittsöffnungen für gasförmige Elektrolyte oder mit einer solchen Oberfläche, von der ein fester Elektrolyt leicht abfallen und aufgefangen werden kann.

Bei Akkumulatoren, anderen Batterien oder Brennstoffzellen nennt man die Spannungspole ebenfalls Elektroden. In diesem Fall dienen die Elektroden nicht nur der Zuführung, sondern der Bereitstellung von elektrischem Strom.