elektrokemiallisella

Elektrokemialliset ilmiöt liittyvät sähköenergian vuorovaikutukseen kemiallisen reaktion kanssa. Ne voivat tapahtua siten, että sähkövirta saa aikaan kemiallisen reaktion elektrolyysissä, tai että kemiallinen reaktio tuottaa sähköenergiaa galvanisessa solussa. Elektrokemia kattaa teorian ja käytännön sovellukset, mukaan lukien energian tallennus, materiaalitutkimus sekä sensorointi.

Keskeisiä käsitteitä ovat redox-reaktiot, elektrodien roolit (anodi ja katodi), elektrolyyttiliuos sekä rajapinnassa tapahtuvat prosessit. Standardipotentiaalit määrittelevät reaktioiden tasapainotilan, ja Nernstin yhtälö kuvaa, miten potentiaalit muuttuvat, kun olosuhteet poikkeavat standardiarvoista. Ylipotentiaali ja kinetiikka vaikuttavat reaktion nopeuteen ja energian tuotantoon.

Tutkimusmenetelmät kuten voltammetria, kronoamperometria ja impedanssimetrit antavat tietoa elektroden reaktioprosesseista. Elektrolyysiä käytetään sähköenergiaan kemiallisena muuntajana sekä tuotettaessa puhdasta materiaalia. Sovelluksiin kuuluvat akut ja polttokennojen kehitys, korroosion ehkäisy, elektrolyyttinen pinnoitus sekä kemiallisten ja biologisten sensorien suunnittelu.

Historian merkittäviä nimiä ovat Faraday sekä Nernst, joiden lait ja yhtälöt ovat ohjanneet elektrokemian kehitystä. Nykyään ala kattaa energiateknologian, ympäristö- ja analyyttisen kemian sovelluksia sekä perusteelliset tutkimukset rajapinnoissa tapahtuvista ilmiöistä.