L’elettrochimica è la disciplina scientifica che studia il rapporto tra la chimica e l’elettricità. Include tutte le tecnologie e le tecniche come il lavoro sull’elettrolisi, la corrosione, le batterie, le celle a combustibile, gli accumulatori e la galvanoplastica.

Ci sono due rami principali nell’elettrochimica:

1. Reazioni chimiche che creano elettricità come le batterie
2. Reazioni chimiche che usano l’elettricità per produrre nuovi composti

In generale, l’elettrochimica studia la relazione tra reazioni chimiche ed elettricità. L’elettricità è il movimento degli elettroni che si muovono insieme in una direzione. La reazione chimica che avviene in una reazione elettrochimica farà muovere gli elettroni da una parte all’altra. Queste reazioni sono chiamate reazioni di ossido-riduzione, il che significa che gli elettroni si muovono tra gli atomi. Alcuni atomi vengono ossidati, cioè perdono un elettrone, e altri atomi vengono ridotti, cioè guadagnano un elettrone.

Il primo caso è quando si usano gli elettroni che si muovono tra gli atomi in una reazione di ossido-riduzione per fare elettricità. Questo è il caso di una batteria dove le proprietà fisiche dei materiali utilizzati fanno muovere spontaneamente gli elettroni dall’anodo al catodo. Nel secondo caso, usiamo l’elettricità per forzare gli elettroni a far avvenire la reazione di ossido-riduzione. Questo accade quando vogliamo ottenere un risultato specifico da una reazione elettrochimica che non avremmo ottenuto senza l’uso di un reagente chimico specifico.

Nel caso del progetto Liberate, l’elettricità viene utilizzata per ottenere sostanze chimiche come la vanillina, antiossidanti o monomeri dalla lignina. La lignina è un polimero complesso che contiene molte diverse molecole più piccole che possono essere di grande valore nell’industria chimica. Il problema è come ottenere queste molecole speciali dal polimero complesso perché sono chimicamente legate nella lignina. Applicando una corrente elettrica a diversi tipi di lignina come la lignina kraft e la lignina organosolv, sono stati ottenuti diversi prodotti finali di alto valore come prodotto dell’ossidazione della lignina. L’elettricità aiuta qui a “tagliare” la lignina in frammenti più piccoli in modo che le molecole di valore siano disponibili. Il vantaggio dell’elettrochimica nell’ossidazione della lignina è che usa meno energia, oltre a questo processo, il processo è più sicuro e pulito per ottenere i prodotti finali rispetto al processo chimico tradizionale.