Elektrochemia to nauka o materiałach, które w wyniku reakcji chemicznej wytwarzają energię elektryczną. Można to zaobserwować w wielu materiałach, takich jak baterie litowo-jonowe, katalizatory i galwanizacja. Warto traktować elektrochemię jako dziedzinę zarówno chemii, jak i elektryczności, ponieważ stosuje ona zasady z obu tych dziedzin, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób materiały wytwarzają energię elektryczną.

Elektrochemia – ogniwa galwaniczne

Ogniwa galwaniczne są wykorzystywane do galwanizacji, elektrolizy i wielu innych zastosowań. Składają się one z dwóch różnych metali zanurzonych w roztworze. Gdy przez ogniwo przepływa prąd, jony są przenoszone z jednego metalu do drugiego. Powoduje to nierównomierne stężenie jonów po obu stronach ogniwa, co wytwarza potencjał elektryczny. Ogniwa galwaniczne są również nazywane ogniwami elektrolitycznymi, elektrolizerami lub ogniwami elektrolitycznymi.

Elektrochemia – elektroliza ropy naftowej

W procesie elektrolizy ropa naftowa jest rozkładana na części składowe. Ropa naftowa składa się z węglowodorów, które można przekształcić w wodór i dwutlenek węgla w procesie elektrolizy. Podczas elektrolizy prąd elektryczny przepływa przez wodę, która rozkłada węglowodory na wodór i dwutlenek węgla. Proces elektrolitycznego przekształcania ropy naftowej w wodór i dwutlenek węgla jest obecnie badany jako metoda utylizacji niechcianej ropy naftowej.

Elektrochemia – elektroliza wody

Elektroliza to proces, który wykorzystuje energię elektryczną do rozszczepienia cząsteczek wody na wodór i tlen. Jest to metoda polegająca na przepuszczaniu prądu elektrycznego przez wodę w celu uzyskania wodoru. Wodór gazowy może być wykorzystywany jako alternatywne źródło paliwa do napędzania samochodów osobowych, ciężarowych i pociągów. Jest on również wykorzystywany do produkcji energii elektrycznej za pomocą ogniw paliwowych.

Elektrochemia – reakcje redoks

Elektrochemia zajmuje się badaniem reakcji chemicznych zachodzących przy użyciu elektrod. Elektrody są często wykonane z metali o wysokim potencjale elektrycznym, a kiedy stykają się z inną cieczą, wywołują reakcje chemiczne. Tak właśnie działają baterie – w elektrodzie dodatniej wytwarzana jest energia elektryczna, a w elektrodzie ujemnej zachodzą reakcje chemiczne.