溶融塩電解
ダウンズ法は溶融させた塩化ナトリウムをダウンズセル(Downs cell)と呼ばれる特殊な装置で電気分解する方法である。
(陽極) 2 Cl − ⟶ Cl 2 + 2 e − {\displaystyle {\ce {2Cl^{-}->{Cl2}+2{\it {e}}^{-}}}}
(陰極) Na + + e − ⟶ Na {\displaystyle {\ce {{Na+}+{\it {e}}^{-}->Na}}}
(全体) 2 Na + + 2 Cl − ⟶ 2 Na + Cl 2 {\displaystyle {\ce {{2Na+}+ 2Cl- -> 2Na + Cl2}}}
金属ナトリウムは塩化ナトリウムよりも密度が低いため、鉄電極(陰極)上の採取部分に浮かび上がってくる仕組みである。
アルミニウムは世界的にホール・エルー法(Hall-Héroult process)により精錬されている。氷晶石とフッ化ナトリウムを電気炉で1,010°Cで融解させ、これに原料のアルミナを溶解し、黒鉛電極で電気分解を行う。分解されたアルミニウム(液体)は陰極に溜まり、酸素は陽極の黒鉛と反応して二酸化炭素となり、さらに反応して一酸化炭素となる。
Al 2 O 3 + 3 C ⟶ 2 Al + 3 CO {\displaystyle {\ce {Al2O3 + 3C -> 2Al + 3CO}}}
このため、基本的に陰極は化学的には消耗しないのに対して 、陽極は化学的に消耗するため、陰極と比べて頻回の交換が必要である。ただし、陰極も数千日間の長期間の使用に伴って、アルミニウムの流動に伴う磨耗などの物理的な消耗は発生し、いずれ使用不能になる。