Qu'est-ce qu'une cathode positive?

Une cathode positive est un type de cathode, un conducteur où le courant électrique quitte un appareil électrique. On le trouve couramment dans les cellules galvaniques telles que les batteries en fonctionnement, où il fournit les électrons pour alimenter un circuit. Dans ces cellules électriques, les électrons se déplacent vers la cathode positive depuis l'extérieur de la cellule, tandis que les ions positifs se déplacent vers la cathode positive depuis l'intérieur de la cellule. En règle générale, les appareils fournissant de l'énergie électrique suivent ce modèle et contiennent des cathodes positives.

Bien que la cathode soit communément appelée électrode négative, il ne s'agit que d'une caractéristique commune et non d'une véritable définition. Cette hypothèse est basée sur le mouvement des cations, ou ions chargés positivement, vers la cathode, et des anions, ou ions chargés négativement, vers l'autre électrode, appelée anode. Dans une cathode positive, le mouvement des cations vers une autre source de charge positive peut sembler contre-intuitif. Ce mouvement, cependant, est entraîné par un gradient de concentration chimique plutôt que par un potentiel de charge électrique.

Les cathodes positives se retrouvent fréquemment dans les cellules galvaniques, composées de deux demi-cellules séparées reliées par un pont de sel ou une membrane. Chaque demi-cellule contient un métal en contact avec un électrolyte, qui peut être un matériau ou une solution saline contenant des ions de ce métal particulier. Le mouvement des ions dans la cathode et l'évolution des réactions chimiques permettent à la cellule galvanique de générer de l'énergie électrique à partir de l'énergie chimique. La cathode positive sera le site de réduction lorsque les cations de la solution deviendront électriquement neutres au moment où ils rejoindront le métal solide. Ceci génère un flux de courant électrique sortant de la cathode, avec l'afflux d'électrons nécessaire pour réduire les cations.

Les batteries contiennent généralement bon nombre de ces cellules galvaniques pour fournir suffisamment d’énergie en appliquant le principe exposé ci-dessus. Finalement, les cations vont tous se déplacer dans la cathode, ne laissant plus d'ions pour continuer la progression de la réaction. À ce stade, la capacité de la batterie à générer de l'énergie sera épuisée.

Les batteries rechargeables peuvent faire fonctionner le courant dans la direction opposée pour réinitialiser les cellules électrochimiques à leurs conditions initiales. Ces batteries tirent parti du fait que de nombreuses réactions chimiques génératrices d’énergie sont également réversibles. Dans une batterie en cours de recharge, l'électrode positive passe de la cathode à l'anode lorsque la réaction chimique se produit en sens inverse. Les électrons s'écoulent de la cathode une fois positive et les ions métalliques quittent la cathode pour rejoindre l'électrolyte ou se dissoudre dans la solution saline.