Elektrokemia on tieteenala, joka tutkii kemian ja sähkön välistä suhdetta. Siihen kuuluvat kaikki teknologiat ja tekniikat, kuten elektrolyysin, korroosion, paristojen, polttokennojen, akkujen ja galvanoinnin parissa tehdyt työt.

Elektrokemiassa on kaksi päähaaraa:

1. Kemialliset reaktiot, jotka tuottavat sähköä, kuten paristot
2. Kemialliset reaktiot, jotka käyttävät sähköä uusien yhdisteiden tuottamiseen

Yleisesti ottaen elektrokemia tutkii kemiallisten reaktioiden ja sähkön suhdetta. Sähkö on yhteen suuntaan liikkuvien elektronien liikettä. Sähkökemiallisessa reaktiossa tapahtuva kemiallinen reaktio saa elektronit liikkumaan puolelta toiselle. Näitä reaktioita kutsutaan hapettumis-pelkistymisreaktioiksi, mikä tarkoittaa, että elektronit liikkuvat atomien välillä. Jotkin atomit hapettuvat, eli ne menettävät elektronin, ja toiset atomit pelkistyvät, eli ne saavat elektronin.

Ensimmäinen tapaus on, kun käytetään atomien välillä liikkuvia elektroneja hapettumis-pelkistymisreaktiossa sähkön tuottamiseen. Tällöin kyseessä on akku, jossa käytettyjen materiaalien fysikaaliset ominaisuudet saavat elektronit liikkumaan spontaanisti anodilta katodille. Toisessa tapauksessa käytämme sähköä pakottaaksemme elektronit hapettumis-pelkistymisreaktion aikaansaamiseksi. Näin tapahtuu, kun haluamme saada sähkökemiallisesta reaktiosta tietyn tuotoksen, jota emme olisi saaneet ilman tiettyä kemiallista reagenssia.

Liberate-hankkeen tapauksessa sähköä käytetään kemikaalien, kuten vanilliinin, antioksidanttien tai monomeerien saamiseksi ligniinistä. Ligniini on monimutkainen polymeeri, joka sisältää monia erilaisia pienempiä molekyylejä, joilla voi olla suurta arvoa kemianteollisuudessa. Ongelmana on, miten nämä erityismolekyylit saadaan irti monimutkaisesta polymeeristä, koska ne ovat kemiallisesti sitoutuneet ligniiniin. Käyttämällä sähkövirtaa erilaisiin ligniinityyppeihin, kuten kraft ligniiniin ja organosolv ligniiniin, saatiin useita arvokkaita lopputuotteita ligniinin hapettumisen tuloksena. Sähkö auttaa tässä yhteydessä ”leikkaamaan” ligniinin pienemmiksi palasiksi, jolloin arvokkaat molekyylit ovat käytettävissä. Sähkökemian etuna ligniinin hapettamisessa on se, että se kuluttaa vähemmän energiaa, minkä lisäksi prosessi on turvallisempi ja puhtaampi lopputuotteiden saamiseksi verrattuna perinteiseen kemialliseen prosessiin.