Tavení hliníku
Elektrolyt: Elektrolyt je roztavená lázeň kryolitu (Na3AlF6) a rozpuštěného oxidu hlinitého. Kryolit je dobrým rozpouštědlem oxidu hlinitého s nízkým bodem tání, uspokojivou viskozitou a nízkým tlakem par. Jeho hustota je také nižší než hustota kapalného hliníku (2 vs. 2,3 g/cm3), což umožňuje přirozené oddělení produktu od soli na dně komory. Poměr kryolitu (NaF/AlF3) v čistém kryolitu je 3, s teplotou tání 1010 °C, a tvoří eutektikum s 11 % oxidu hlinitého při 960 °C. V průmyslových článcích se poměr kryolitu udržuje mezi 2 a 3, aby se snížila jeho teplota tání na 940-980 °C.
Katoda: Uhlíkové katody se v podstatě vyrábějí z antracitu, grafitu a ropného koksu, které se před použitím při výrobě katody kalcinují při teplotě přibližně 1200 °C a drtí a prosévají. Agregáty se smíchají s uhelnou dehtovou smolou, zformují se a vypálí. Čistota uhlíku není tak přísná jako u anody, protože kontaminace kovy z katody není významná. Uhlíková katoda musí mít přiměřenou pevnost, dobrou elektrickou vodivost a vysokou odolnost proti opotřebení a pronikání sodíku. Antracitové katody mají vyšší odolnost proti opotřebení a pomalejší tečení s nižší amplitudou než grafitové a grafitizované katody z ropného koksu. Naopak husté katody s větším množstvím grafitického uspořádání mají vyšší elektrickou vodivost, nižší spotřebu energie , a nižší bobtnání v důsledku pronikání sodíku. Bobtnání má za následek brzké a nerovnoměrné zhoršení stavu katodových bloků.
Anoda: Uhlíkové anody mají při tavení hliníku specifické postavení a v závislosti na typu anody se tavení hliníku dělí na dvě různé technologie; „Soderbergovy“ a „předpečené“ anody. Anody se také vyrábějí z ropného koksu, smíchaného s uhelným dehtem, s následným tvarováním a vypalováním při zvýšených teplotách. Kvalita anody ovlivňuje technologické, ekonomické a ekologické aspekty výroby hliníku. Energetická účinnost souvisí s povahou anodových materiálů a také s pórovitostí vypalovaných anod. Na překonání elektrického odporu předpálené anody (50-60 μΩm) se spotřebuje přibližně 10 % výkonu článku. Spotřeba uhlíku je vyšší než teoretická hodnota v důsledku nízké proudové účinnosti a neelektrolytické spotřeby. Nehomogenní kvalita anody v důsledku rozdílů v surovinách a výrobních parametrech také ovlivňuje její výkon a stabilitu článku.
Předpálené anody se dělí na grafitizované a koksové typy. Pro výrobu grafitizovaných anod se kalcinuje a klasifikuje antracit a ropný koks. Poté se smíchají s uhelnou dehtovou smolou a lisují se. Lisovaná zelená anoda se pak vypaluje při teplotě 1 200 °C a grafitizuje. Koksové anody se vyrábějí z kalcinovaného ropného koksu, recyklovaných anodových nedopalků a uhelného dehtu (pojiva). Anody se vyrábějí smícháním kameniva s dehtovou smolou za vzniku pasty těstovité konzistence. Tento materiál se nejčastěji vibrolisuje, ale v některých závodech se lisuje. Zelená anoda se pak spéká při teplotě 1100-1200 °C po dobu 300-400 hodin bez grafitizace, aby se zvýšila její pevnost rozkladem a karbonizací pojiva. Vyšší teploty výpalu zvyšují mechanické vlastnosti a tepelnou vodivost a snižují reaktivitu vzduchu a CO2. Měrný elektrický odpor anod koksového typu je vyšší než u grafitizovaných, ale mají vyšší pevnost v tlaku a nižší pórovitost.
Soderbergovy elektrody (in-situ baking), poprvé použité v roce 1923 v Norsku, se skládají z ocelového pláště a uhlíkaté hmoty, která se vypaluje teplem unikajícím z elektrolýzní cely. Soderbergovy materiály na bázi uhlíku, jako je koks a antracit, se drtí, tepelně zpracovávají a klasifikují. Tyto agregáty se smíchají se smolou nebo olejem jako pojivem, briketují se a nakládají do pláště. Teplota se zvyšuje od dna k vrcholu kolony a při spouštění anody do lázně dochází k vypalování in-situ. Při vypalování se uvolňuje značné množství uhlovodíků, což je nevýhodou tohoto typu elektrod. Většina moderních hutí používá předpálené anody, protože řízení procesu je snazší a ve srovnání se Soderbergovými anodami se dosahuje o něco lepší energetické účinnosti
.