ダウンズ法
ダウンズ法では、陽極には炭素電極が、陰極には鉄電極が、電解質には加熱されて溶融した液体の塩化ナトリウムが用いられる。塩化ナトリウムの結晶は電気伝導性が低いが、溶融してナトリウムイオンと塩化物イオンに分離すると、それらが荷電キャリアとして働くため電流を伝導できるようになる。塩化カルシウムもしくは塩化バリウム、塩化ストロンチウム、フッ化ナトリウムを電解質に添加することで、電解質の溶融温度を維持するための温度を低下させることができる(凝固点降下)。塩化ナトリウムの融点は通常801°Cであるが、これらの塩を添加することによって600°Cでも溶融状態を維持することができる。
陽極では以下の半反応が起こる。
2 Cl − ⟶ Cl 2 + 2 e − {\displaystyle {\ce {2Cl^{-}->Cl2\ +2{\mathit {e}}^{-}}}}
また、陰極では以下の半反応が起こる。
2 Na + + 2 e − ⟶ 2 Na {\displaystyle {\ce {2Na^{+}\ +2{\mathit {e}}^{-}->2Na}}}
したがって、全体としては以下の反応となる。
2 Na + + 2 Cl − ⟶ 2 Na + Cl 2 {\displaystyle {\ce {2Na^+\ + 2Cl^- -> 2Na\ + Cl2}}}