Do czego służą anody i jakie są ich rodzaje?

Pojęcia takie jak anoda czy katoda pewnie większość osób kojarzy z lekcji chemii. Jednak nie każdy zdaje sobie sprawę z tego, że na co dzień wykorzystuje sprzęty, w których montowane są właśnie takie elementy. W tym artykule przyjrzymy się bliżej pojęciu anody i jej znaczeniu dla miłośników jachtów. Do czego służą anody i jakie są ich rodzaje? Wyjaśniamy.

Czym jest anoda?

Anoda w ujęciu chemicznym jest elektrodą, na której zachodzi proces utlenienia. Na katodzie z kolei zachodzi zjawisko redukcji. W przypadku kiedy anoda znajduje się w ogniwie galwanicznym, a więc w urządzeniu, które generuje siłę elektromotoryczną, ma ona potencjał ujemny i jest elektrodą, do której wpływa prąd. Z kolei w przypadku sprzętów będących odbiornikami energii elektrycznej, takich jak na przykład elektrolizery, anoda jest elektrodą dodatnią względem katody. W akumulatorach, w zależności od trybu pracy konkretnego sprzętu, anoda może mieć potencjał dodatni lub ujemny. 

W anodzie znajdują się jony ujemne, które wykazują tendencję do odbioru elektronów. Dzieje się tak ze względu na ich ujemny potencjał elektryczny. Można więc powiedzieć, że anoda zwykle zachowuje się jak nośnik elektronów. W takim przypadku elektrony będą przesuwały się w stronę źródła ich przepływu. W ogniwach galwanicznych, gdzie anoda stanowi biegun o ujemnym napięciu, elektrony będą poruszały się w kierunku zewnętrznym obwodu. 

W kontekście jachtów, a także ich silników, anoda jest ważnym elementem w procesie zapobiegania korozji, ponieważ to na niej zachodzi zjawisko utleniania. W przypadku ogniw o charakterze galwanicznym, takich z jakimi mamy do czynienia w jachtach, stanowi ona biegun o ujemnym napięciu.

Rodzaje anod

W kontekście elektryki jachtowej wyróżniamy dwa podstawowe rodzaje anod. Wśród nich można wymienić:

• anody cynkowe – produkowane są ze stopów, które zawierają niewielką ilość dodatków stopowych (kadmu i aluminium). Wydajność prądowa anod cynkowych powinna być nie mniejsza niż 780 Ah/kg. Modele te sprawdzają się zwłaszcza w przypadku jachtów pływających po słonych wodach, ponieważ konstrukcje takie doskonale radzą sobie z dużą zawartością soli. Anoda cynkowa: tutaj jest zabezpieczona farbą w celu ochrony malowania łodzi.
• anody aluminiowe – produkowane są ze stopów zawierające dodatki polepszające właściwości tego materiału, m.in. wydajność prądową czy potencjał anody. Wśród najczęściej stosowanych modeli anod aluminiowych można wymienić wersje Al-Zn-In. Wg norm DNVGL-RP-B401 oraz NORSOK M-503 ten stop anodowy musi zawierać 2,5–5,75% cynku oraz 0,015–0,040% indu. Norma EN 12496 przewiduje ilość tych dodatków na poziomie odpowiednio 2,0–6,0% oraz 0,010– 0,030 %. Wydajność prądowa anod typu Al-Zn-In powinna być nie mniejsza niż 2500 Ah/kg. Anody aluminiowe, takie jak: tutaj wykorzystywane są przez żeglarzy, którzy preferują rejsy po słodkich wodach, ze względu na to, że aluminium daje większą różnicę potencjałów z innymi metalami niż cynk. To istotne z uwagi na fakt, iż woda słodka ma większą rezystancję elektryczną niż słona. Anody aluminiowe będą też dobrze działały w wodzie słonej, ale szybciej się w niej zużywały.

Zastosowanie anod

Anody wykorzystywane są w celu spowolnienia lub zapobiegania procesowi korozji. Jak wiadomo, jachty są zbudowane w dużej mierze z metalowych elementów, a wiele ich ważnych części znajduje się pod wodą. To sprawia, że przebywają one wręcz w idealnym środowisku w kontekście rozwoju korozji i ognisk rdzy. 

Korozja elektrochemiczna z czasem prowadzi do niszczenia się metalu, co jest szczególnie niebezpieczne dla jachtów. Jeżeli kadłub łodzi nie zostanie wyposażony w anodę, wówczas korozja może zacząć postępować w stosunkowo krótkim czasie, przez co korzystanie z jachtu nie będzie już bezpieczne. Z tego powodu wykorzystuje się anody, które należy zamocować w taki sposób, aby wszystkie chronione części, bezpośrednio się z nimi stykały. Wykorzystanie anody może nam zagwarantować dwa typy ochrony:

• bierną – kiedy anoda cynkowa lub aluminiowa  mocowana jest w strumieniu jonów. W takim przypadku jony przepływające od cynku do miedzi niszczą anodę, lecz dzięki temu kadłub pozostaje w nienaruszonym stanie,
• czynną – kiedy między katodą i anodą wprowadzana jest dodatkowa, połączona z dodatnim biegunem źródła prądu anoda. W takim przypadku to kadłub jest katodą, dzięki czemu powstaje prąd polaryzujący.

Anody wykorzystywane są nie tylko w jachtach, ale również w szeregu innych przedmiotów. Montowane są w zasobnikach ciepłej wody użytkowej, akumulatorach samochodowych i wielu innych urządzeniach. Wszędzie ich zadaniem jest ochrona przed korozją i zniszczeniem ważnych elementów takich sprzętów.

W przypadku anod wykorzystywanych w jachtach stosowane są one głównie w celu ochrony silnika zaburtowego przed korozją. Warto nimi zabezpieczać również kadłub, ponieważ jeżeli elementy te nie będą odpowiednio chronione, wówczas z czasem będą pokrywać się coraz większą rdzą, która doprowadzi do powstawania dziur w poszyciu czy elementach napędowych. Koszt naprawy takich szkód może być niezwykle wysoki. Dlatego warto przeprowadzać coroczną inspekcję anod i wymieniać je już przy 50% zużyciu.

 <div class="box loading">[product id="804, 805, 806, 807, 811, 809, 810, 808"]</div>

Photo by Uta Scholl on Unsplash