Le celle elettrochimiche generano o utilizzano energia elettrica attraverso reazioni di ossidazione e riduzione. Un esempio è una cellula composta da metalli di zinco e rame in cui gli elettroni viaggiano dallo zinco al rame. Ogni cella elettrochimica presenta un circuito costituito da diversi componenti che consentono il flusso di elettroni.
Un circuito di celle elettrochimiche include un anodo, un catodo, un elettrolita, un ponte salino e un circuito esterno. All'anodo, le reazioni di ossidazione in cui si perdono gli elettroni si verificano, mentre gli elettroni si ottengono attraverso la riduzione al catodo. L'anodo e il catodo sono collegati tramite il circuito esterno.
Gli scienziati sono in grado di creare celle elettrochimiche inserendo elettrodi metallici in elettroliti. Esistono due principali classificazioni di celle elettrochimiche: cellule solari, note anche come celle galvaniche e celle elettrolitiche. Le cellule voltiche sono il tipo di celle elettrochimiche presenti nelle batterie. Queste celle generano correnti elettriche e una determinata batteria può contenere una o più di queste celle. Una reazione esotermica che comporta il rilascio di energia si verifica quando una cella elettrochimica è in modalità voltaica.
A differenza delle celle fotovoltaiche, le celle elettrolitiche utilizzano piuttosto che generare correnti elettriche. Le reazioni chimiche non si verificano spontaneamente nelle celle elettrolitiche, quindi una corrente elettrica deve essere applicata esternamente. L'energia viene assorbita all'interno della cellula, classificando le reazioni che avvengono all'interno delle cellule elettrolitiche come endotermiche piuttosto che esotermiche.
