Un catodo ad aria conduce fondamentalmente l’ossigeno in un elettrolita, in cui le molecole reagiscono con gli ioni dell’anodo per generare una corrente elettrica. L’energia prodotta da questa reazione esce dal catodo dell’aria verso qualsiasi oggetto o dispositivo che richieda energia. Il catodo deriva l’ossigeno utilizzato per avviare la reazione dall’aria o da una soluzione acquosa. I produttori si riferiscono a questi tipi di fonti di alimentazione come batterie ad aria.
Gli anodi delle batterie ad aria sono costituiti da uno qualsiasi di un certo numero di metalli, ma quelli più utilizzati includono alluminio, litio, magnesio o zinco. L’elettrolita utilizzato tra l’anodo e il catodo deve essere una sostanza compatibile con e condurre con successo gli ioni dall’anodo. Il materiale del catodo più utilizzato in questo tipo di batteria è il carbonio. I nomi delle batterie a catodo ad aria in genere derivano dal metallo che comprende il lato anodo della batteria combinato con il catodo ad aria stesso. Ad esempio, le batterie al litio o all’aria hanno un anodo al litio e le batterie allo zinco o all’aria contengono anodi di zinco; entrambi hanno un catodo ad aria a base di carbonio.
I produttori progettano batterie a catodo Zn-air in una varietà di formati, e la più piccola è spesso la batteria circolare utilizzata negli apparecchi acustici o negli orologi. Le versioni più grandi in genere alimentano fotocamere o altri dispositivi elettronici. I vantaggi di questo tipo di fonte di alimentazione includono una durata di conservazione estesa oltre a durare più a lungo durante l’uso effettivo. I componenti di queste fonti energetiche sono anche generalmente più sicuri per l’ambiente.
Diversi tipi di catodi diventano negativi o positivi, a seconda delle applicazioni specifiche. I catodi negativi comprendono celle elettrolitiche e i catodi positivi comprendono celle galvaniche. I catodi ad aria sono generalmente positivi, sebbene assorbano ossigeno come potenziale fonte di energia; emettono il sottoprodotto della reazione chimica come corrente elettrica.
Gli individui potrebbero facilmente replicare un semplice catodo ad aria inserendo carta o tessuto imbevuti di soluzione di acqua salata insieme a uno strato di carbone frantumato tra due fogli di alluminio. L’estremità di un filo si attacca in genere a una lampadina o a un motore in miniatura, mentre l’altra estremità si attacca alla lamina. Anche l’altro filo si attacca all’oggetto, mentre l’altra estremità entra in contatto con il carbone frantumato. Premendo su tutti gli strati si crea una reazione chimica e il dispositivo riceve elettricità. L’aggiunta di perossido di idrogeno alla soluzione di acqua salata in genere aumenta il numero di molecole di ossigeno disponibili e fornisce più potenza.