Vad är en elektrolyskatod?
En elektrolysskatod är den nod vid vilken katjoner, de positivt laddade jonerna i en elektrolysnedbrytning samlas. Elektrolys avser processen att leda en direkt elektrisk ström genom en kemisk lösning bestående av positiva och negativa joner. Det utförs genom att placera två elektroder, vardera en ledare av elektricitet kopplad till en extern kraftkälla, i en kemisk lösning för att ge önskat resultat - en uppdelning av lösningen i dess basiska joner. Elektroderna är katoden och anoden, varvid anoden är den nod vid vilken anjoner, negativt laddade joner, samlas.
Elektrolyskatoden är vanligtvis tillverkad av kisel, grafit eller en metall såsom koppar, stål eller litiumjärnfosfat. Katodens syfte är att ge ut elektroner, vilket gör att den har en total negativ laddning som lockar till sig alla katjoner som finns i lösningen. Processen genom vilken dessa katjoner migrerar till elektrolyskatoden kallas reduktion. Tillsammans med oxidation, processen genom vilken anjoner migrerar till anoden, möjliggör reduktion nedbrytning av en lösning.
Elektrolys och i förlängningen begreppet elektrolysskatod, var först banbrytande av William Nicholson och Anthony Carlisle 1800. Nicholson och Carlisle ville replikera ett tidigare experiment av Alessandro Volta, en italiensk forskare som upptäckte att en ström kan produceras med hjälp av två metaller fästa till någon ledare - till exempel muskelvävnad eller saltlösning. Efter Voltaas upptäckter inrättade Nicholson och Carlisle sitt experiment på liknande sätt med metallplattor, en ledare och ett elektroskop för att mäta förändringar i elektrisk laddning.
Det var svårt att upprätta och upprätthålla kontakt mellan plattorna och elektroskopet, så Nicholson och Carlisle använde vatten som bindemedel. När de genomförde experimentet blev de chockade över att upptäcka att vattnet sönderdelades till positiva vätejoner som verkade som vätgas och negativa syrejoner, vilket visade sig vara syregas. Oavsiktligt hade de två brittiska forskarna precis upptäckt den kemiska processen för elektrolys och betecknat vikten av elektrolysskatoden.
Det finns många kommersiella och industriella användningar för en elektrolyskatod. Dessa användningar inkluderar laddningsbara laddningsbara batterier; produktion av stora mängder vätgas, klorlösning och natriumhydroxid genom saltvattenelektrolys; och elektroplätering av olika material för att göra dem starkare och mer pålitliga. Utan denna viktiga elektrod skulle många kemiska processer som moderna industrier är beroende av inte existera.