Sähkökemiallinen prosessi on kemiallinen reaktio, joka joko aiheuttaa tai aiheuttaa sähkövirran liikkeen. Nämä prosessit ovat eräänlainen hapetus-pelkistysreaktio, jossa yksi atomi tai molekyyli menettää elektronin toiselle atomille tai molekyylille. Sähkökemiallisissa reaktioissa reaktion atomit tai molekyylit ovat suhteellisen kaukana toisistaan verrattuna muihin reaktioihin, mikä pakottaa elektronit siirtymään kulkemaan pidemmän matkan ja tuottamaan siten sähkövirran. Monet luonnonilmiöt perustuvat sähkökemiallisiin prosesseihin, kuten metallien korroosio, joidenkin meren olentojen kyky tuottaa sähkökenttiä ja ihmisten ja muiden eläinten hermoston toiminta. Niillä on myös tärkeä rooli nykyaikaisessa tekniikassa, etenkin sähköenergian varastoinnissa paristoissa, ja sähkökemiallinen prosessi, jota kutsutaan elektrolyysiksi, on tärkeä nykyaikaisessa teollisuudessa.
Hermoston toiminta yksinkertaisista reaktioista ja vaistomaisista käytöksistä, joita löytyy jopa alkeellisista eläimistä ihmisten monimutkaisiin oppimis- ja päättelykykyihin, riippuu sähkökemiallisista prosesseista. Neuronit käyttävät sähkökemiallisia prosesseja tiedon siirtämiseen hermoston kautta, jolloin hermosto voi kommunikoida itsensä ja muun kehon kanssa. Signaalin lähettämiseksi neuronissa olevat kemialliset prosessit tuottavat sähköisen impulssin, joka lähetetään pitkänomaisen rakenteen kautta, jota kutsutaan aksoniksi, kunnes se saavuttaa synapsin, neuronin ja naapurisolujen välisen kosketuspisteen. Synapsissa sähkö aiheuttaa neurotransmittereiksi kutsuttujen kemikaalien vapautumista, jotka kulkevat synapsin yli signaloitavaan soluun. Välittäjäaineet sitoutuvat sitten kemiallisesti rakenteisiin, joita kutsutaan kohdesolun reseptoreiksi, käynnistäen lisää biokemiallisia prosesseja sen sisällä.
Kalan, kuten sähköankelian, tähtihävittäjän ja torpedosäteen, kyky tuottaa sähkökenttiä on seurausta sähkökemiallisesta prosessista. Sähkökaloilla on erikoissoluja, joita kutsutaan elektrosyytteiksi. Kuljetusproteiinit sitoutuvat positiivisiin kalium- ja natriumioneihin solussa ja kuljettavat ne pois muodostaen sähkövarauksen soluun. Kun tätä sähköä tarvitaan, osa hermostosta, nimeltään medullaarinen komentoydin, lähettää sähköisen impulssin muille hermosoluille, mikä laukaisee välittäjäaineasetyylikoliinin vapautumisen. Välittäjäaine sitoutuu elektrosyyttien asetyylikoliinireseptoreihin, mikä laukaisee elektrosyyttien varauksen vapautumisen.
Sähköakut käyttävät sähkökemiallisia prosesseja sähkön varastointiin ja vapauttamiseen. Kemialliset reaktiot akun muodostavissa sähkökennoissa aiheuttavat varauseron jokaisen kennon kahden puoliskon välillä ja tuottavat sähkövirtaa. Ladattavat akut tuottavat sähköä, jonka kemialliset reaktiot ovat palautuvia, ja siten ne voidaan palauttaa alkuperäiseen kemialliseen kokoonpanoonsa, jos sähköä syötetään ulkopuolelta. Ei -ladattavien akkujen reaktioilla ei ole tätä ominaisuutta, vaikka ne tuottavat yleensä enemmän sähköä kuin ladattava akku voi tarjota yhdellä latauksella.
Paristoissa käytetään erilaisia kemiallisia reaktioita. Nikkeli-kadmium-akut, joita käytetään yleisesti valaisimissa ja kodinkoneissa, perustuvat kadmiumin ja nikkelin erillisiin reaktioihin emäksisen, yleensä kaliumhydroksidiliuoksen (KOH) ja veden kanssa. Nikkelimetallihydridiakut ovat samankaltaisia, mutta korvaa kadmium metallien välisellä yhdisteellä, joka on valmistettu mangaanista, alumiinista tai kobolttista sekoitettuna harvinaisten maametallien, kuten praseodyymin, lantaanin ja ceriumin kanssa. Litiumparistot voivat käyttää erilaisia reaktioita, joissa käytetään litiumyhdisteitä, joista yleisin on mangaanidioksidi (MnO2) ja litiumperkloraatin (LiClO4), dimetoksietaani (C4H10O2) ja propyleenikarbonaatti (C4H6O3).
Elektrolyysi on sähkökemiallinen prosessi, jossa sähkövirtaa käytetään käynnistämään kemiallisia reaktioita aineessa, joka sisältää vapaita ioneja, jota kutsutaan elektrolyytiksi. Elektrolyytti joko sulatetaan tai liuotetaan liuottimeen, ja siihen upotetaan kaksi elektrodia, joita kutsutaan anodeiksi ja katodeiksi. Kun elektrodien väliin kohdistetaan sähköpotentiaali, sähkö alkaa virrata niiden välillä ja jokainen elektrodi alkaa houkutella ioneja vastaavasti kuin oma varaus. Ionit saavat tai menettävät elektroneja elektroneihin, aiheuttaen molekyylien hapettumista lähellä anodia ja vähentämällä katodin lähellä olevia. Elektrolyysiä käytetään monilla teollisten prosessien aloilla, mukaan lukien metallurgia, kemikaalien, kuten kaliumkloraatin ja (KClO3) trifluorietikkahapon (C2HF3O2), tuotanto ja erittäin reaktiivisten alkuaineiden uuttaminen, joita ei ole luonnossa alkuaineessaan, kuten kuten natrium ja magnesium.