電極：種類、極性、材料、用途

種類と極性

電極は一般に、電荷の流れる方向により陽極と陰極に分類される。どちらの端子がどちらに当たるかは過程によって異なる。電解槽では陽極で酸化、陰極で還元が起こる一方、ガルバニ電池（電池）では外部電流に対する極性が逆になる。これらの用語は、機器の実用的な設計や表示の指針にもなる。

材料と構造

代表的な電極材料には、金、白金、銅などの金属、炭素、金属酸化物、導電性ポリマーがある。材料の選択は、導電性、耐食性、触媒活性、生体適合性に左右される。構造は単純な線材や板材から、接触面積、選択性、耐久性を高める積層、多孔質、被覆構造までさまざまである。

主な用途

• 電気化学セルおよび電池：電極がエネルギーを蓄え、放出する。
• 電気分解およびめっき：電極により化学反応を進行させる。
• pH測定、ガスセンサー、ボルタンメトリーなどのセンサーおよび計測機器。
• 心電図、脳波、刺激に用いる医療用電極：皮膚接触部の設計と安全性が不可欠である。
• 溶接や腐食防止などの産業用途。

歴史と実用上の注意

電極に関する初期の研究は、19世紀のボルタ電堆と電気分解の実験にさかのぼる。用語と理論は電気化学の発展とともに整備された。実用上、電極の性能は表面積、接触抵抗、化学的安定性に依存する。設計者はしばしば電極を電解質や参照電極と組み合わせ、電位を制御し、反応を正確に測定する。

技術的な定義と規格については、導電性接点および回路インターフェースに関する資料を参照のこと。電荷輸送、接触方法、および陽極と陰極の違い。