anode

L'anode est l'électrode dans une cellule électrochimique ou un appareil électrique où l'oxydation se produit et où les électrons partent. Dans une pile galvanique (batterie), c'est la borne négative, où les réactions chimiques libèrent des électrons. Dans une cellule électrolytique, c'est la borne positive, connectée au fil positif d'une source d'alimentation externe. La confusion vient du fait que la polarité électrique de l'anode s'inverse entre ces deux cas, mais son rôle électrochimique reste constant : c'est toujours le site de l'oxydation.

En termes pratiques, le courant conventionnel (flux de charge positive) entre dans l'anode depuis le circuit externe, tandis que les électrons en sortent vers le circuit externe. Cette définition est valable quel que soit le type d'appareil. L'anode d'une batterie fournit des électrons à votre charge ; l'anode d'un bain de placage est l'endroit où le métal se dissout ou où l'oxygène se dégage, selon l'électrolyte et la tension appliquée. Les anodes en acier dans les systèmes de protection cathodique se corrodent de manière sacrificielle pour protéger les pipelines enterrés ou les structures offshore.

Sélection des matériaux et usure

Les matériaux d'anode sont choisis pour leur capacité à résister à l'oxydation. Dans les piles galvaniques, l'anode est souvent le métal le moins noble (le zinc dans une pile zinc-carbone, par exemple). En galvanoplastie, les anodes en cuivre se dissolvent lentement et uniformément pour fournir des ions au bain. En soudage à l'arc, certains types d'électrodes fonctionnent comme des anodes lorsqu'elles sont utilisées en courant alternatif ; la pointe de l'anode fond et s'oxyde plus rapidement que la cathode, produisant des schémas d'usure asymétriques. Le graphite et le plomb sont des anodes sacrificielles courantes dans les applications industrielles car ils s'oxydent de manière prévisible.

Le terme lui-même dérive du grec, signifiant « le chemin vers le haut » (de ana-, vers le haut, et hodos, chemin). Les premiers chercheurs l'ont choisi parce que les cations (ions chargés positivement) étaient observés se déplacer vers cette électrode dans les cellules électrolytiques, bien que l'étymologie reflète leur mouvement plutôt que le flux d'électrons. Dans l'électrochimie moderne, cette migration se produit toujours, mais comprendre l'anode comme le point de départ des électrons est plus utile mécaniquement pour le dépannage et la conception.

Les performances de l'anode se dégradent avec le temps. Dans les batteries, l'anode peut développer des films de surface qui augmentent la résistance interne. Dans les opérations de placage, les impuretés de l'anode peuvent contaminer le bain. En protection cathodique, la consommation de l'anode est prévisible et planifiée : une anode de zinc dans l'eau de mer se corrode à environ 20 kg par ampère-année, de sorte que les concepteurs de systèmes dimensionnent les anodes pour qu'elles durent la durée de vie prévue de la structure. La surveillance de la tension et des taux de consommation de l'anode est essentielle pour maintenir le bon fonctionnement du système.