Elektrolyysimenetelmät

Elektrolyysimenetelmät, eli elektrolyysi, on prosessi, jossa sähkövirtaa käytetään kemiallisen reaktion aikaansaamiseksi. Tämä menetelmä on keskeinen monissa teollisissa ja tieteellisissä sovelluksissa, kuten metallien puhdistuksessa ja tuotannossa, kemikaalien valmistuksessa ja jopa veden hajottamisessa vedyksi ja hapeksi.

Perusperiaatteeltaan elektrolyysi tapahtuu elektrolyyttisessä kennossa, joka sisältää elektrolyytin, ionijohtavan aineen, ja kaksi elektrodia. Kun tasavirta kytketään elektrodeihin, positiivisesti varautuneet ionit (kationit) liikkuvat negatiivisesti varautunutta elektrodia kohti (katodia), jossa ne vastaanottavat elektroneja ja pelkistyvät. Vastaavasti negatiivisesti varautuneet ionit (anionit) liikkuvat positiivisesti varautunutta elektrodia kohti (anodia), jossa ne luovuttavat elektroneja ja hapettuvat.

Erilaisia elektrolyysimenetelmiä on kehitetty eri tarkoituksiin. Elektrolyyttinen puhdistus, jota käytetään esimerkiksi kuparin ja muiden metallien korkealaatuisen tuotannon varmistamiseksi, hyödyntää epäpuhtauksien erilaista liukoisuutta ja sähkökemiallista käyttäytymistä. Elektrolyyttinen valmistus, kuten alumiinin tuotanto Hall-Héroult-prosessissa tai kloorin ja natriumhydroksidin valmistus suolaliuoksesta, on elintärkeää monille teollisuudenaloille. Elektrolyysi on myös keskeinen menetelmä vetytaloudessa, jossa vesi hajotetaan vedyksi ja hapeksi uusiutuvilla energialähteillä tuotetun sähkön avulla. Menetelmän tehokkuuteen ja valikoivuuteen vaikuttavat monet tekijät, kuten elektrodien materiaali, elektrolyytin koostumus ja pitoisuus, lämpötila ja virrantiheys.