Elektrokemi er den videnskabelige disciplin, der studerer forholdet mellem kemi og elektricitet. Den omfatter alle teknologier og teknikker som f.eks. arbejde med elektrolyse, korrosion, batterier, brændselsceller, akkumulatorer og galvanisering.

Der er to hovedgrene inden for elektrokemi:

1. Kemiske reaktioner, der skaber elektricitet som f.eks. batterier
2. Kemiske reaktioner, der bruger elektricitet til at producere nye forbindelser

Overordnet set studerer elektrokemi forholdet mellem kemiske reaktioner og elektricitet. Elektricitet er en bevægelse af elektroner, der bevæger sig sammen i én retning. Den kemiske reaktion, der sker i en elektrokemisk reaktion, vil få elektroner til at bevæge sig fra den ene side til den anden. Disse reaktioner kaldes oxidations-reduktionsreaktioner, hvilket betyder, at elektronerne bevæger sig mellem atomerne. Nogle atomer bliver oxideret, hvilket betyder, at de mister en elektron, og andre atomer bliver reduceret, hvilket betyder, at de får en elektron.

Det første tilfælde er, når man bruger elektroner, der bevæger sig mellem atomer i en oxidations-reduktionsreaktion, til at lave elektricitet. Dette er tilfældet i et batteri, hvor de anvendte materialers fysiske egenskaber gør, at elektronerne bevæger sig spontant fra anoden til katoden. I det andet tilfælde bruger vi elektricitet til at tvinge elektroner til at fremkalde en oxidations-reduktionsreaktion. Dette sker, når vi ønsker at opnå et bestemt output fra en elektrokemisk reaktion, som vi ikke ville have opnået uden brug af et bestemt kemisk reagens.

I tilfældet med Liberate-projektet bruges elektricitet til at opnå kemikalier som vanillin, antioxidanter eller monomerer fra lignin. Lignin er en kompleks polymer, der indeholder mange forskellige mindre molekyler, som kan være af stor værdi i den kemiske industri. Problemet er, hvordan man kan få disse specielle molekyler ud af den komplekse polymer, fordi de er kemisk bundet i ligninen. Ved at anvende elektrisk strøm på forskellige typer lignin, f.eks. kraft- og organosolv-lignin, blev der opnået flere højværdi slutprodukter som et produkt fra oxidationen af ligninen. Elektriciteten er her med til at “skære” ligninen i mindre fragmenter, så de værdifulde molekyler bliver tilgængelige. Fordelen ved elektrokemi i forbindelse med oxidation af lignin er, at der bruges mindre energi, og ud over denne proces er processen mere sikker og renere til at opnå slutprodukterne sammenlignet med traditionelle kemiske processer.