Elektrokemiallisissa

Elektrokemia on kemian ja fysiikan tiedealue, joka tutkii sähkövirran ja kemiallisten reaktioiden välistä vuorovaikutusta. Siinä tarkastellaan elektronien siirtymää kemiallisissa prosesseissa sekä sitä, miten kemiallinen energia voidaan muuttaa sähköenergiaksi tai päinvastoin. Keskeisiä käsitteitä ovat elektrodit, elektrolyytti ja elektrolyyttinen solu. Elektrodit ovat johtavia pintoja, joiden kautta elektronit siirtyvät tai vastaanotetaan; elektrolyytti on ioninen liuos tai kiinteä aine, joka mahdollistaa ionien liikkeen ja sähkövarauksen siirron.

Galvaaniset (voltaiset) solut tuottavat kemiallista energiaa sähköiseksi, kun taas elektrolyysissä sähköenergiaa käytetään kemiallisen reaktion ajamiseen, jota ei spontaanisti tapahdu. Standardipotentiaalit ja Nernstin yhtälö määrittelevät reaktioiden suuntaa ja tasapainoa kemiallisten aineiden sekä ionien konsentraatioiden perusteella. Faradayn lait liittävät siirretyn sähkövarauksen määrän massamuutoksiin sekä tuotettujen tai kulutettujen aineiden määrään.

Sovellukset ovat laajoja: akut ja muut energianvarastointijärjestelmät, korroosion ehkäisy ja metallien pinnoitus, elektrolyysi teollisissa prosesseissa sekä elektroanalyysi ja sensorit. Tutkimus- ja mittausmenetelmät sisältävät voltammetriaa, syklistä voltammetriaa sekä kronoamperometriaa ja elektroimpedanssimittauksia.

Elektrokemia kehittyi 1800-luvulla Voltan sähköpylvään ja Faradayn lakien myötä. Nykyään ala yhdistää materiaalitieteen, katalyysin, analyyttisen kemian sekä ympäristötieteen.