Elektrolyysikatodi on solmu, johon kationit, elektrolyysin hajoamisen positiivisesti varautuneet ionit, kerääntyvät. Elektrolyysillä tarkoitetaan prosessia, jossa suora sähkövirta johdetaan positiivisen ja negatiivisen ionin muodostavan kemiallisen liuoksen läpi. Se suoritetaan asettamalla kaksi elektrodia, joista jokainen on ulkoiseen virtalähteeseen kiinnitetty sähköjohdin, kemialliseen liuokseen halutun tuloksen aikaansaamiseksi – liuoksen erottaminen sen perusioneiksi. Elektrodit ovat katodi ja anodi, anodi on solmu, johon anionit, negatiivisesti varautuneet ionit kerääntyvät.
Elektrolyysikatodi on yleensä valmistettu piistä, grafiitista tai metallista, kuten kuparista, teräksestä tai litiumrautafosfaatista. Katodin tarkoitus on antaa elektroneja, jolloin sillä on negatiivinen kokonaisvaraus, joka vetää puoleensa kaikki liuoksen sisältämät kationit. Prosessi, jolla nämä kationit siirtyvät elektrolyysikatodiin, tunnetaan pelkistyksenä. Yhdessä hapetuksen kanssa, prosessi, jolla anionit siirtyvät anodiin, pelkistys mahdollistaa liuoksen hajoamisen.
Elektrolyysin ja laajemmin elektrolyysikatodin käsitteen edelläkävijät olivat William Nicholson ja Anthony Carlisle vuonna 1800. Nicholson ja Carlisle halusivat toistaa Alessandro Voltan, italialaisen tutkijan aikaisemman kokeen, joka havaitsi, että virta voidaan tuottaa käyttämällä kaksi metallia mihin tahansa johtimeen – esimerkiksi lihaskudos tai suolaliuos. Voltan havaintojen jälkeen Nicholson ja Carlisle aloittivat kokeilunsa samalla tavalla käyttämällä metallilevyjä, johtimia ja elektroskooppia sähkövarauksen muutosten mittaamiseksi.
Levyjen ja elektroskoopin välistä yhteyttä oli vaikea luoda ja ylläpitää, joten Nicholson ja Carlisle käyttivät vettä sideaineena. Kun he suorittivat kokeen, he olivat järkyttyneitä huomatessaan, että vesi hajoaa positiivisiksi vetyioneiksi, jotka esiintyivät vetykaasuna ja negatiivisiksi happi -ioneiksi, jotka osoittautuivat happikaasuksi. Vahingossa kaksi brittiläistä tiedemiestä olivat juuri löytäneet elektrolyysin kemiallisen prosessin ja korostaneet elektrolyysikatodin merkitystä.
Elektrolyysikatodille on monia kaupallisia ja teollisia käyttötarkoituksia. Näihin käyttötarkoituksiin kuuluu ladattavien akkujen lataaminen; suurten määrien vetykaasua, klooriliuosta ja natriumhydroksidia tuottaminen suolaisen veden elektrolyysin avulla; ja galvanoimalla erilaisia materiaaleja, jotta niistä tulee vahvempia ja luotettavampia. Ilman tätä tärkeää elektrodia ei olisi olemassa monia kemiallisia prosesseja, joista nykyaikainen teollisuus riippuu.