電流とイオン電流
電流は物質を通じての電荷の流れを指します。これは、回路内のある点を過ぎる電荷の流れる速さ、つまり電荷の移動率を意味します。通常、電荷の流れは負の電荷を持つ電子によって運ばれます。電流のSI単位は、秒当たりのクーロン、すなわちアンペア(A)であり、これはSI基本単位です：1アンペア = 1A = 1クーロン毎秒 = 1 C/s。
イオン電流
異なる電流を運ぶ材料では、移動する粒子の電荷は正または負のいずれかです。金属では、移動する電荷は常に（負の）電子ですが、イオン化されたガス（プラズマ）やイオン溶液では、電子と正の電荷を持つイオンの両方が移動する電荷に含まれる場合があります。ゲルマニウムやシリコンなどの半導体材料では、導電性は部分的に電子によるものであり、部分的には欠陥、つまり穴の運動によるものです。これらは欠けている電子の位置であり、正の電荷のように振る舞います。
イオン電流は、電解質、ワイヤー、プラズマ、およびその他の導電性材料や流体で観察される電気荷の流れを指します。これは、金属の腐食反応の開始において主要な要素です。イオン電流の測定単位はアンペアです。イオン電流は、電池、燃料電池、生物学的システムなど、自然界や人工システムの広範囲にわたって見られます。
ここでは、イオン電流のいくつかの例を紹介します：
電気分解: 電気分解は、非自発的な化学反応を進行させるために電流を使用するプロセスです。電気分解では、イオン電流が溶液または溶融材料を通して流され、イオンが電極に移動して化学反応を起こします。
電池: 電池は、化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置です。電池内の化学反応によって生成されたイオンの流れが、電流を生成するために電池の電極間で転送されます。
燃料電池: 燃料電池は、化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置です。燃料電池では、燃料と酸化剤間の化学反応が起こり、電流を生成するためにセルの電極間で転送されるイオンの流れが生成されます。
生物学的システム: イオン電流は、細胞膜を越えるイオンの移動や神経インパルスの伝達など、多くの生物学的システムの重要な構成要素です。
イオン電流の原理を理解することは、電気化学、材料科学、生物学など、幅広い分野において重要です。
