アノード
アノード（陽極）は、電気化学・電子工学において酸化反応が進行する電極である。酸化とは電子を失う反応であり、電極上で被酸化種が電子を放出する点が本質である。電池や電解装置においては、電子の流れ（電子は負極から正極へ）と慣用電流の向き（正電荷の移動）を区別する必要があるため、アノードの極性は装置の種類で入れ替わる。すなわちガルバニ電池ではアノードは負極、電解槽ではアノードは正極となる。この「酸化が起こる電極」という定義は状況に依らず普遍である。
語源と用語の基礎
語源はギリシャ語の“anodos”（上り道）に由来し、初期の電気現象の理解において電流の「入り口」に相当すると解釈された歴史がある。今日の工学では、アノード＝酸化、カソード（陰極）＝還元という対概念で整理し、半反応式や電位差の記述に用いる。標準水素電極やAg/AgCl電極などの参照電極を基準に、アノード表面での電位・過電圧・分極曲線を評価するのが実務の基礎である。
電気化学における機能
アノードでは被酸化種MがMz+＋ze–の形で溶出する。電極反応速度はネルンストの式やバトラー・フォルマー式で近似でき、活性化分極・濃度分極・抵抗分極が電位—電流特性を規定する。電析・電解・腐食・不動態化などの現象はすべてアノード反応の理解から整理でき、材料選定や表面処理、保護設計に直結する。
ガルバニ電池と電解槽の違い
自発的な化学エネルギーを電気に変換するガルバニ電池では、電子を放出する電極がアノードであり外部回路的には負極である。一方、外部から電力を与える電解槽では、正極側の電極がアノードとなり、溶液中のアニオンが放電したり、金属が溶解したりする。極性の違いに惑わされず、「酸化が生じる側」という定義で見分けるのが重要である。
材料とタイプ
アノードは目的に応じて「消耗型（犠牲）」と「不溶性（不活性）」に大別される。犠牲アノードはZn、Al、Mg系合金など、標的金属より卑な材料を選び、先に自らが溶解することで相手材の腐食を抑える。不溶性アノードはTiにIrO2やRuO2などのMMO（Mixed Metal Oxide）被覆、黒鉛、PbO2、白金などを用い、電流供給時に自身は極力消耗しないよう設計する。
- アノード（犠牲）：Zn（海水）、Al-Zn-In（構造物全般）、Mg（淡水・土壌）
- アノード（不溶性）：Ti/MMO（防食・電解）、白金系（高電流密度）、黒鉛（コスト重視）
- 選定指標：開回路電位、電流容量（Ah/kg）、消耗率、環境適合性、機械的強度
不動態化と溶解メカニズム
Alやステンレスは不動態皮膜によりアノード溶解が抑制される。不動態破壊（塩化物誘起の孔食など）が起こると局部アノードが形成され、急速な溶解を招く。合金元素や環境pH、塩分、温度、流速は不動態の安定性に影響し、設計ではこれらの条件域を定量把握する。
代表的な応用
電解（塩素酸・苛性ソーダ）、電析（Cu、Ni）、アルミニウムのアノダイズ（酸化皮膜形成）、半導体プロセス（エッチング・CMP）、水処理（電気凝集）、防食（犠牲アノード、外部電源法のアノードベッド）など、応用は多岐にわたる。特に鋼構造物の防食では、環境・被覆・接地抵抗を考慮し、所要電流密度とアノード配置を最適化する。
設計計算と評価
所要電流Iからファラデーの法則m＝(I·t·M)/(nF)で理論消耗量を見積もり、実務では電流効率・安全率を乗じてアノード質量を決定する。分極曲線から臨界電流密度や電位シフトを読み取り、電位監視（Cu/CuSO4、Ag/AgCl 等）で運用評価を行う。土壌・海水中では抵抗率と散逸電流が有効範囲を左右するため、ベッド形状（浅埋・深井戸）と間隔を調整する。
実装上の留意点
接続抵抗の低減、絶縁（コーティング）の健全性、交流重畳や迷走電流による過保護・過分極の回避、電極周囲pH変化による皮膜生成・ガス発生の管理が重要である。ケーブルは耐食・耐水仕様を選び、接続部のシールとストレインリリーフを徹底する。点検では開回路電位、通電時電位、電流値、消耗形状を定期確認する。
電子工学・真空管・半導体での位置づけ
電子管や放電管では、電子を受け取る電極をアノードと呼び、回路上は正にバイアスされる。半導体ではp-n構造やMOSデバイスの記述で用語の文脈が異なるため、デバイス物理に従い端子の機能定義を明確にすることが肝要である。いずれも「電子の授受」と「電流の向き」の整理が混乱回避の鍵である。
環境・安全と規格動向
合金中のCdやHgの使用制限、海域への金属溶出、電解時のガス（H2、Cl2）管理など、アノード運用は環境安全要件と不可分である。材料規格、試験法、設置手引はJISやISOの関連規格に整備が進んでおり、トレーサビリティと記録の維持が品質保証に直結する。実務では規格要求と現場条件の両立を図り、過不足ない電位管理で持続的な性能を確保する。