Wat is een elektrolytische cel?
In een elektrolytische cel wordt elektrische energie toegepast om een chemische reactie te veroorzaken. Twee metalen componenten, elektroden genaamd, worden meestal ondergedompeld in een vloeistof, zoals water. Elke cel heeft typisch een elektrode die een kathode wordt genoemd, die een negatieve elektrische lading heeft, en een anode die een positieve lading heeft. De chemische reactie die plaatsvindt in een elektrolytische cel wordt elektrolyse genoemd, wat betekent dat een stof wordt afgebroken. Als water de oplossing is, splitst het zich in waterstof en zuurstofgas terwijl deeltjes van de positieve anode naar de negatieve kathode stromen.
Zowel industriële als commerciële voorzieningen gebruiken soms een elektrolytische cel om van zuurstof en waterstofgas uit water te komen. De cel kan ook worden gebruikt voor het afzetten van het ene metaal op het andere tijdens galvaniseren. Oplaadbare batterijen, zoals nikkelmetaalhydride of loodzuurbatterijen, gedragen zich vaak als elektrolytische cellen. Energiereserves kunnen in dit soort batterijen worden opgebouwd door elektrische energie om te zetten in chemische energie.
Batterijen zijn meestal voltaïsche cellen die chemische energie gebruiken en deze omzetten in elektriciteit. Een voltaïsche cel wordt ook een galvanische cel genoemd en gebruikt over het algemeen hetzelfde metaal voor elke elektrode. Elektrolytische cellen gebruiken daarentegen typisch één metaal voor de positieve elektrode en een ander metaal voor de andere. Deze moeten ook in dezelfde oplossing zijn om de reactie te laten plaatsvinden. Galvanische cellen kunnen bestaan uit twee afzonderlijke cellen met een koppeling, een zoutbrug genaamd, die geladen deeltjes, ionen genaamd, van de ene naar de andere kant verplaatst.
Een elektrolytische cel kan worden aangedreven door een batterij, met draden verbonden met elke elektrode om een elektrisch circuit te vormen. Een cel kan ook op een andere worden aangesloten, maar elke cel heeft over het algemeen een andere spanning nodig om iets wezenlijks te laten gebeuren. De elektrolysecel met een hogere spanning ontlaadt typisch in dit circuit. Er wordt een voltaïsche cel gecreëerd, terwijl de cel met de lagere spanning een lading kan krijgen. Dit is typisch voor een elektrolytische cel.
Water wordt vaak afgebroken tot gassen bestaande uit zijn moleculaire componenten met een elektrolytische cel. Een andere gebruikte verbinding is natriumchloride, dat kan worden afgebroken tot chloorgas en natriumionen; deze combineren meestal met elektronen die vrijkomen uit de kathode. Natriummetaal wordt op de kathode afgezet terwijl de ionen en elektroden zich verenigen. Elektrolytische cellen worden vaak gebruikt voor het raffineren van metalen en maken over het algemeen deel uit van het zuiveren van aluminium, lood, zink en koper.