Qu'est-ce qu'une cathode à air?
Une cathode à air conduit essentiellement de l'oxygène dans un électrolyte, les molécules réagissant avec les ions de l'anode pour générer un courant électrique. L'énergie produite par cette réaction ressort de la cathode à air vers n'importe quel objet ou dispositif nécessitant de l'énergie. La cathode dérive de l'oxygène utilisé pour déclencher la réaction à partir de l'air ou d'une solution aqueuse. Les fabricants qualifient ces types de sources d’énergie de piles à air.
Les anodes de batterie à air sont constituées de plusieurs métaux, mais les plus utilisées sont l’aluminium, le lithium, le magnésium ou le zinc. L'électrolyte utilisé entre l'anode et la cathode doit être une substance compatible avec et conduisant avec succès les ions de l'anode. Le matériau de cathode le plus fréquemment utilisé dans ce type de batterie est le carbone. Les noms des batteries à cathode à air proviennent généralement du métal qui comprend le côté anode de la batterie combiné à la cathode à air elle-même. Par exemple, les batteries au lithium ou Li-air ont une anode en lithium, et les batteries au zinc ou au Zn-air contiennent des anodes en zinc; les deux ont une cathode à air à base de carbone.
Les fabricants conçoivent des piles à cathode Zn-air de différentes tailles. La plus petite d'entre elles est souvent la pile circulaire utilisée dans les appareils auditifs ou les montres. Les versions plus grandes alimentent généralement les caméras ou d’autres appareils électroniques. Les avantages de ce type de source d'alimentation incluent une durée de vie prolongée en plus de la durée d'utilisation réelle. Les composants de ces sources d’énergie sont également généralement plus sûrs pour l’environnement.
Différents types de cathodes deviennent négatifs ou positifs, selon les applications. Les cathodes négatives comprennent des cellules électrolytiques et les cathodes positives comprennent des cellules galvaniques. Les cathodes à air sont généralement positives, bien qu’elles absorbent l’oxygène en tant que source d’énergie potentielle; ils émettent le sous-produit de la réaction chimique sous forme de courant électrique.
Les individus peuvent facilement reproduire une simple cathode à air en prenant en sandwich du papier ou un chiffon saturé de solution d’eau salée avec une couche de charbon broyé entre deux morceaux de papier aluminium. L’extrémité d’un fil se fixe généralement à une ampoule miniature ou à un moteur, tandis que l’autre extrémité se fixe à la feuille. L'autre fil se fixe également à l'objet, tandis que l'autre extrémité est en contact avec le carbone broyé. Appuyer sur toutes les couches crée une réaction chimique et l'appareil reçoit de l'électricité. L'ajout de peroxyde d'hydrogène à la solution d'eau salée augmente généralement le nombre de molécules d'oxygène disponibles et fournit plus de puissance.