elektrolyyttijärjestelmissä

Elektrolyyttijärjestelmät ovat järjestelmiä, joissa sähköenergia muutetaan kemialliseksi energiaksi elektrolyyttisen reaktion avulla. Järjestelmä koostuu tasavirtalähteestä, kahdesta elektrodoista (anodi ja katodi) sekä elektrolyytistä, jonka ionit mahdollistavat hapetus- ja pelkistysreaktioita. Anodilla tapahtuu hapetus ja katodilla pelkistys, ja ionit liikkuvat sähkökentän vaikutuksesta kohti vastakkaisia elektrodeja. Faradayn laki määrittelee, kuinka paljon ainetta syntyy tai pelkistyy käytetyn sähkövarauksen perusteella. Elektrolyyttijärjestelmiä voidaan käyttää vesiliuoksissa tai sulissa, ja niiden tarkoituksena on metallien talteenotto, pintakäsittely tai kaasujen tuotanto.

Sovelluksia ovat esimerkiksi elektrolyyttinen pinnoitus (elektroplating), metallien jalostus ja puhdistus sekä veden elektrolyysi vedyn ja hapen tuottamiseen. Klor-alkali-prosessissa tuotetaan klooria ja natriumhydroksidia, ja yleisiä käyttötapoja ovat myös elektrolyyttiset muokkaukset sekä vedenkäsittely ja energianvarastointi (redoks-virtausakut ja muut elektrolyysiin perustuvat järjestelmät). Tehokkuuteen vaikuttavat materiaalivalinnat, elektrolyytin koostumus ja lämpötila sekä jännite- ja resistanssihäviöt.

Operointi edellyttää huolellista valvontaa: virta, jännite, lämpötila sekä elektrolyyttien pitoisuudet ja pH-arvot; elektrodien kunto vaikuttaa käyttökestävyyteen. Turvallisuusnäkökohdat korostuvat kaasujen muodostumisen (vety, kloori) sekä kemikaaliliuosten käsittelyn vuoksi. Elektrolyyttijärjestelmiä käytetään teollisuudessa laajasti, ja niiden energiatehokkuutta sekä ympäristövaikutuksia pyritään parantamaan materiaalivalinnoilla ja prosessitekniikan kehityksellä.