elektrochemiczne

Elektrochemia to gałąź chemii i fizyki zajmująca się zjawiskami chemicznymi wywołanymi przepływem prądu elektrycznego oraz konwersją energii chemicznej na elektryczną i odwrotnie. Kluczowe pojęcia obejmują reakcje redoks, przepływ jonów w elektrolitach oraz charakterystykę ogniw elektrochemicznych. Elektrochemia odgrywa istotną rolę w magazynowaniu energii, analizie chemicznej, ochronie materiałów przed korozją i wielu procesach przemysłowych.

Najważniejsze elementy to elektrolity, elektrody i dwa rodzaje układów: ogniwo galwaniczne (bateria) oraz układ elektrolityczny używany do elektrolizy. W ogniwie galwanicznym energia chemiczna przekształca się spontanicznie w energię elektryczną, natomiast w elektrolizie energia elektryczna wymusza przebieg reakcji chemicznej. Kluczowymi pojęciami są potencjały elektrochemiczne i równanie Nernsta, które opisują zależności między stężeniem, temperaturą a napięciem. Zasady Faradaya określają ilość substancji przetworzonej przy danym ładunku.

Zastosowania obejmują magazynowanie energii (baterie i akumulatory litowo-jonowe, systemy redoks-flow), ogniwa paliwowe i elektrochemiczną syntezę chemiczną. W analityce elektrochemicznej stosuje się metody takie jak amperometria, woltaometria i woltametria. Elektrochemia odgrywa także kluczową rolę w galwanizacji i ochronie antykorozyjnej, a także w sensorach biologicznych i diagnostyce chemicznej.

Historia elektrochemii sięga prac Volty i Galvaniego w XVIII wieku; sformułowane przez Faradaya prawa elektrochemii stały się fundamentem teorii, a w XX wieku nastąpił rozwój baterii litowo-jonowych i zaawansowanych metod analitycznych.