Wytop aluminium
Elektrolit: Elektrolitem jest stopiona kąpiel kriolitu (Na3AlF6) i rozpuszczonego tlenku glinu. Kriolit jest dobrym rozpuszczalnikiem dla tlenku glinu o niskiej temperaturze topnienia, zadowalającej lepkości i niskiej prężności par. Jego gęstość jest również niższa niż gęstość ciekłego glinu (2 vs 2,3 g/cm3), co umożliwia naturalne oddzielenie produktu od soli na dnie komory. Stosunek kriolitu (NaF/AlF3) w czystym kriolicie wynosi 3, temperatura topnienia 1010 °C, a w temperaturze 960 °C tworzy on eutektykę z 11% tlenkiem glinu. W ogniwach przemysłowych stosunek kriolitu utrzymuje się między 2 a 3, aby obniżyć jego temperaturę topnienia do 940-980 °C.
Katoda: Katody węglowe są zasadniczo wykonane z antracytu, grafitu i koksu naftowego, które są kalcynowane w temperaturze około 1200 °C oraz kruszone i przesiewane przed wykorzystaniem w produkcji katod. Kruszywa są mieszane z pakiem węglowo-smołowym, formowane i wypalane. Czystość węgla nie jest tak rygorystyczna jak w przypadku anody, ponieważ zanieczyszczenie metalami z katody nie jest znaczące. Katoda węglowa musi mieć odpowiednią wytrzymałość, dobrą przewodność elektryczną i wysoką odporność na zużycie i penetrację sodu. Katody antracytowe mają wyższą odporność na zużycie i wolniejsze pełzanie z mniejszą amplitudą niż katody grafitowe i grafitowane katody z koksu naftowego. Gęste katody z większą ilością grafitu mają natomiast wyższą przewodność elektryczną, niższe zużycie energii i niższe pęcznienie z powodu penetracji sodu. Pęcznienie powoduje wczesne i nierównomierne niszczenie bloków katodowych.
Anoda: Anody węglowe mają specyficzną sytuację w hutnictwie aluminium i w zależności od rodzaju anody, hutnictwo aluminium dzieli się na dwie różne technologie; anody „Soderberga” i „wstępnie spieczone”. Anody wykonuje się również z koksu naftowego, zmieszanego z pakiem węglowo-smołowym, a następnie formuje i wypala w podwyższonej temperaturze. Jakość anody wpływa na technologiczne, ekonomiczne i środowiskowe aspekty produkcji aluminium. Wydajność energetyczna jest związana z rodzajem materiałów anodowych, jak również z porowatością wypalonych anod. Około 10% mocy ogniwa jest zużywane na pokonanie oporu elektrycznego wstępnie spieczonej anody (50-60 μΩm). Zużycie węgla jest większe niż wartość teoretyczna z powodu niskiej wydajności prądowej i zużycia nieelektrolitycznego. Niejednorodna jakość anody spowodowana zmiennością surowców i parametrów produkcyjnych wpływa również na jej wydajność i stabilność ogniwa.
Anody wstępnie spieczone dzielą się na grafitowane i koksowe. Do produkcji anod grafitowych kalcynuje się i klasyfikuje antracyt i koks naftowy. Następnie miesza się je z pakiem węglowo- smołowym i prasuje. Sprasowana zielona anoda jest następnie wypalana w temperaturze 1200 °C i grafitowana. Anody koksowe są wykonane z kalcynowanego koksu naftowego, przetworzonych niedopałków anodowych oraz paku węglowo-smołowego (spoiwo). Anody wytwarzane są poprzez mieszanie kruszywa z pakiem węglowym w celu uzyskania pasty o konsystencji ciasta. Materiał ten jest najczęściej zagęszczany wibracyjnie, ale w niektórych zakładach jest prasowany. Zielona anoda jest następnie spiekana w temperaturze 1100-1200 °C przez 300-400 godzin, bez grafityzacji, w celu zwiększenia jej wytrzymałości poprzez rozkład i karbonizację spoiwa. Wyższe temperatury wypalania zwiększają właściwości mechaniczne i przewodność cieplną, a zmniejszają reaktywność powietrza i CO2. Opór elektryczny właściwy anod koksowych jest wyższy niż grafitowanych, ale mają one wyższą wytrzymałość na ściskanie i mniejszą porowatość.
Elektrody Soderberga (wypalanie in situ), zastosowane po raz pierwszy w 1923 roku w Norwegii, składają się ze stalowego płaszcza i masy węglowej, która jest wypalana przez ciepło uchodzące z ogniwa elektrolizy. Soderberg Materiały węglopochodne, takie jak koks i antracyt, są kruszone, poddawane obróbce cieplnej i klasyfikowane. Kruszywa te są mieszane ze smołą lub olejem jako spoiwem, brykietowane i ładowane do płaszcza. Temperatura wzrasta od dołu do góry kolumny, a w miarę opuszczania anody do wanny odbywa się pieczenie na miejscu. Podczas pieczenia wydziela się znaczna ilość węglowodorów, co jest wadą tego typu elektrod. Większość nowoczesnych hut stosuje anody wstępnie wypalone, ponieważ kontrola procesu jest łatwiejsza i osiąga się nieco lepszą sprawność energetyczną w porównaniu z anodami Soderberga.