Une cathode positive est un type de cathode, un conducteur où le courant électrique quitte un appareil électrique. On le trouve couramment dans les cellules galvaniques telles que les batteries en marche, où il fournit les électrons pour alimenter un circuit. Dans ces cellules électriques, les électrons se déplacent vers la cathode positive depuis l’extérieur de la cellule, tandis que les ions positifs se déplacent vers la cathode positive depuis l’intérieur de la cellule. En règle générale, les appareils qui fournissent de l’énergie électrique suivent ce schéma et contiennent des cathodes positives.
Bien que la cathode soit communément appelée électrode négative, il s’agit simplement d’une caractéristique commune et non d’une véritable définition. Cette hypothèse est basée sur le mouvement des cations, ou ions chargés positivement, vers la cathode, et des anions, ou ions chargés négativement, vers l’autre électrode, appelée anode. Dans une cathode positive, le mouvement des cations vers une autre source de charge positive peut sembler contre-intuitif. Ce mouvement, cependant, est entraîné par un gradient de concentration chimique plutôt que par un potentiel de charge électrique.
Les cathodes positives se trouvent fréquemment dans les cellules galvaniques, qui sont constituées de deux demi-cellules séparées reliées par un pont salin ou une membrane. Chaque demi-cellule contient un métal en contact avec un électrolyte, qui peut être soit un matériau soit une solution saline contenant des ions de ce métal particulier. Le mouvement des ions dans la cathode et la progression des réactions chimiques permettent à la cellule galvanique de générer de l’énergie électrique à partir de l’énergie chimique. La cathode positive sera le site de la réduction lorsque les cations de la solution deviendront électriquement neutres lorsqu’ils se joindront au métal solide. Cela génère une sortie de courant électrique de la cathode, ainsi que l’afflux d’électrons nécessaires pour réduire les cations.
Les batteries contiennent généralement un grand nombre de ces cellules galvaniques pour fournir suffisamment d’énergie en utilisant le principe décrit ci-dessus. Finalement, les cations se déplaceront tous dans la cathode, ne laissant plus d’ions pour poursuivre la progression de la réaction. À ce stade, la capacité de la batterie à générer de l’énergie sera épuisée.
Les batteries rechargeables peuvent faire circuler le courant dans la direction opposée pour réinitialiser les cellules électrochimiques à leurs conditions initiales. Ces batteries tirent parti du fait que de nombreuses réactions chimiques génératrices d’énergie sont également réversibles. Dans une batterie en recharge, l’électrode positive passe de la cathode à l’anode lorsque la réaction chimique se déroule en sens inverse. Les électrons s’éloignent de la cathode autrefois positive et les ions métalliques quittent la cathode pour rejoindre l’électrolyte ou se dissoudre dans la solution saline.