Η βασική διαφορά μεταξύ πολωμένου και μη πολωμένου ηλεκτροδίου είναι ότι τα πολωμένα ηλεκτρόδια έχουν διαχωρισμό φορτίου στο όριο ηλεκτροδίου-ηλεκτρολύτη, ενώ τα μη πολωμένα ηλεκτρόδια δεν έχουν διαχωρισμό φορτίου σε αυτό το όριο ηλεκτροδίου-ηλεκτρολύτη.
Η πόλωση των ηλεκτροδίων στην ηλεκτροχημεία αναφέρεται στη μείωση της απόδοσης μιας μπαταρίας. Είναι ένας συλλογικός όρος που χρησιμοποιείται για ορισμένες μηχανικές παρενέργειες ηλεκτροχημικών διεργασιών με τις οποίες αναπτύσσονται απομονωτικά εμπόδια στη διεπιφάνεια μεταξύ ηλεκτροδίου και ηλεκτρολύτη. Αυτές οι παρενέργειες μπορούν να επηρεάσουν τον μηχανισμό αντίδρασης στο εσωτερικό της μπαταρίας καθώς και τη χημική κινητική της διάβρωσης και της εναπόθεσης μετάλλων. Οι κύριες παρενέργειες περιλαμβάνουν πόλωση ενεργοποίησης και πόλωση συγκέντρωσης. Η πόλωση ενεργοποίησης αναφέρεται στη συσσώρευση αερίων στη διεπιφάνεια μεταξύ ηλεκτροδίου και ηλεκτρολύτη ενώ η πόλωση συγκέντρωσης αναφέρεται στην ανομοιόμορφη εξάντληση των αντιδραστηρίων στον ηλεκτρολύτη, προκαλώντας μια κλίση συγκέντρωσης στα οριακά στρώματα.
Τι είναι ένα πολωτικό ηλεκτρόδιο;
Ένα πολωτικό ηλεκτρόδιο είναι ένα ηλεκτρόδιο σε ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο που χαρακτηρίζεται από διαχωρισμό φορτίου στο όριο ηλεκτροδίου-ηλεκτρολύτη. Μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι αυτός ο τύπος πολωμένου ηλεκτροδίου είναι ηλεκτρικά ισοδύναμος με έναν πυκνωτή. Ένα ιδανικό πολωτικό ηλεκτρόδιο είναι μια υποθετική ουσία που χαρακτηρίζεται από την απουσία καθαρού ρεύματος συνεχούς ρεύματος μεταξύ των δύο πλευρών του ηλεκτρικού διπλού στρώματος. Με άλλα λόγια, δεν υπάρχει φαραδικό ρεύμα μεταξύ της επιφάνειας του ηλεκτροδίου και του ηλεκτρολύτη. Επομένως, οποιοδήποτε παροδικό ρεύμα που ρέει μέσα από αυτό το σύστημα θεωρείται ως μη φαραδικό ρεύμα.
Εικόνα 01: Μπαταρίες: Μικρά ηλεκτροχημικά στοιχεία με ηλεκτρόδια
Η συμπεριφορά αυτού του τύπου ηλεκτροδίου οφείλεται στο ότι η αντίδραση του ηλεκτροδίου είναι απείρως αργή, έχει μηδενική πυκνότητα ρεύματος ανταλλαγής, που το κάνει να συμπεριφέρεται ως πυκνωτής μέσω ηλεκτρισμού. Η χημική ιδέα σε αυτό το πολώσιμο ηλεκτρόδιο αναπτύχθηκε από τον επιστήμονα F. O. Koenig το 1934. Το ηλεκτρόδιο πλατίνας είναι ένα κλασικό παράδειγμα πολώσιμου ηλεκτροδίου.
Τι είναι ένα μη πολωτικό ηλεκτρόδιο;
Ένα μη πολωτικό ηλεκτρόδιο είναι ένα ηλεκτρόδιο σε ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο που μπορεί να χαρακτηριστεί από μη διαχωρισμό φορτίου στο όριο ηλεκτροδίου-ηλεκτρολύτη. Αυτό σημαίνει ότι τα ηλεκτροχημικά στοιχεία που έχουν αυτά τα ηλεκτρόδια έχουν φαραδικό ρεύμα που μπορεί να περάσει ελεύθερα χωρίς πόλωση. Ένα ιδανικό μη πολωτικό ηλεκτρόδιο είναι ένα υποθετικό ηλεκτρόδιο που έχει αυτή την ιδιότητα να μην έχει διαχωρισμό φορτίου. Το δυναμικό ενός μη πολώσιμου ηλεκτροδίου δεν αλλάζει από το δυναμικό ισορροπίας του με την εφαρμογή ρεύματος. Μπορούμε να παρατηρήσουμε τον λόγο αυτής της συμπεριφοράς ως την απείρως γρήγορη αντίδραση ηλεκτροδίου που έχει άπειρη πυκνότητα ρεύματος ανταλλαγής. Αυτός ο τύπος ηλεκτροδίων μπορεί να συμπεριφέρεται ως ηλεκτρική βολή. Το ηλεκτρόδιο αργύρου/χλωριούχου αργύρου είναι ένα κλασικό παράδειγμα μη πολώσιμου ηλεκτροδίου.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ πολωμένου και μη πολωμένου ηλεκτροδίου;
Πολωτικά και μη πολωμένα ηλεκτρόδια είναι οι δύο κύριοι τύποι ηλεκτροδίων που μπορούμε να βρούμε στα ηλεκτροχημικά κύτταρα. Η βασική διαφορά μεταξύ του πολωμένου και του μη πολωμένου ηλεκτροδίου είναι ότι τα πολώσιμα ηλεκτρόδια έχουν διαχωρισμό φορτίου στο όριο ηλεκτροδίου-ηλεκτρολύτη ενώ τα μη πολωμένα ηλεκτρόδια δεν έχουν διαχωρισμό φορτίου σε αυτό το όριο ηλεκτροδίου-ηλεκτρολύτη.
Στο παρακάτω infographic παρουσιάζονται λεπτομερέστερα οι διαφορές μεταξύ πολωμένου και μη πολωμένου ηλεκτροδίου.
Σύνοψη – Πολώσιμο έναντι μη πολώσιμο ηλεκτρόδιο
Πολωτικά και μη πολωμένα ηλεκτρόδια είναι οι δύο κύριοι τύποι ηλεκτροδίων που μπορούμε να βρούμε στα ηλεκτροχημικά κύτταρα. Η βασική διαφορά μεταξύ του πολωμένου και του μη πολωμένου ηλεκτροδίου είναι ότι τα πολωμένα ηλεκτρόδια έχουν διαχωρισμό φορτίου στο όριο ηλεκτροδίου-ηλεκτρολύτη ενώ τα μη πολωμένα ηλεκτρόδια δεν έχουν διαχωρισμό φορτίου σε αυτό το όριο ηλεκτροδίου-ηλεκτρολύτη.
