Elektrolyyttijärjestelmä

Elektrolyyttijärjestelmä on sähkö- ja kemiallisessa järjestelmässä käytetty kokonaisuus, jossa elektrolyytti mahdollistaa ionien kulun ja siten sähkökemialliset reaktiot. Tällainen järjestelmä on keskeinen esimerkiksi akkusovelluksissa, elektrolyysissä ja galvanoinnissa. Pääkomponentteja ovat elektrolyytti, elektrodit eli anodi ja katodi, sekä erotin, joka estää suoran sähköjohtuvuuden ja mahdollistaa turvallisen ionivirtauksen. Järjestelmää voivat täydentää johtimet, pakkaukset sekä valvonta- ja turvallisuusjärjestelmät.

Elektrolyytit jaetaan nestemäisiin, kiinteisiin ja gel- (geeli) elektrolyytteihin. Nestemäiset elektrolyytit voivat olla vesiliuotteita tai orgaanisia liuottimia sisältäviä liuoksia; niiden etuja ovat korkea ionivirtokyky, mutta niihin liittyy usein turvallisuus- ja tiiviyysriskit. Kiinteät elektrolyytit, kuten suolaiset tai keraamiset aineet, parantavat turvallisuutta ja voivat sallia suuremman jännitehaarukan, mutta niiden ionipitoisuus ja käyttöolosuhteet voivat olla rajoitettuja. Gelielementit yhdistävät nestemäisen ja kiinteän elektrolyytin ominaisuuksia.

Toimintaperiaate perustuu ioneiden liikkumiseen elektrolyytin kautta, kun sähkövirta kiertää ulkoisen piirin kautta ja tapahtuu elektroditreunoilla redox-reaktioita. Systeemin valinta vaikuttaa energian tiheyteen, lämpötilavaihteluihin, turvallisuuteen sekä käyttöiän. Ympäristö- ja turvallisuuskysymykset kuten myrkyllisyys, syttyvyys ja kosteusvaikutukset käsittelyn ja kierrätyksen näkökulmasta ovat keskeisiä huomioita. Tutkimuksessa kehitetään kiinteitä elektrolyyttejä ja kestävyyttä parantavia liuoksia sekä laajennetaan käyttölämpötiloja ja jännitealuetta.