Elektrochemie is de wetenschappelijke discipline die de relatie tussen chemie en elektriciteit bestudeert. Het omvat alle technologieën en technieken zoals het werk aan elektrolyse, corrosie, batterijen, brandstofcellen, accumulatoren, en galvaniseren.

Er zijn twee hoofdtakken in de elektrochemie:

1. Chemische reacties die elektriciteit produceren zoals batterijen
2. Chemische reacties die elektriciteit gebruiken om nieuwe verbindingen te produceren

In het algemeen bestudeert de elektrochemie de relatie tussen chemische reacties en elektriciteit. Elektriciteit is de beweging van elektronen die in één richting samengaan. De chemische reactie die in een elektrochemische reactie plaatsvindt, zal elektronen van de ene naar de andere kant doen bewegen. Deze reacties worden oxidatie-reductiereacties genoemd, wat betekent dat elektronen tussen atomen bewegen. Sommige atomen worden geoxideerd, wat betekent dat ze een elektron verliezen, en andere atomen worden gereduceerd, wat betekent dat ze een elektron winnen.

Het eerste geval is wanneer elektronen die tussen atomen bewegen in een oxidatiereductiereactie worden gebruikt om elektriciteit te maken. Dit is het geval bij een batterij waarbij de fysische eigenschappen van de gebruikte materialen ervoor zorgen dat elektronen spontaan van de anode naar de kathode bewegen. In het tweede geval gebruiken we elektriciteit om elektronen te forceren om een oxidatiereductiereactie te laten plaatsvinden. Dit gebeurt wanneer we een specifieke output willen verkrijgen uit een elektrochemische reactie die we niet zouden hebben verkregen zonder het gebruik van een specifiek chemisch reagens.

In het geval van het Liberate-project wordt elektriciteit gebruikt om chemicaliën zoals vanilline, antioxidanten of monomeren te verkrijgen uit lignine. Lignine is een complex polymeer dat veel verschillende kleinere moleculen bevat die van grote waarde kunnen zijn in de chemische industrie. Het probleem is hoe deze speciale moleculen uit het complexe polymeer kunnen worden verkregen omdat zij chemisch gebonden zijn in de lignine. Door een elektrische stroom toe te passen op verschillende soorten lignine zoals kraft lignine en organosolv lignine, werden verschillende hoogwaardige eindproducten verkregen als product van de oxidatie van de lignine. De elektriciteit helpt hier om de lignine in kleinere fragmenten te “knippen” zodat de waardevolle moleculen beschikbaar zijn. Het voordeel van elektrochemie bij de oxidatie van lignine is dat er minder energie voor nodig is, daarnaast is het proces veiliger en schoner om de eindproducten te verkrijgen in vergelijking met het traditionele chemische proces.