خلال عمل خلية كهروكيميائية تتحول طاقة كيميائية إلى طاقة كهربائية ونحسبها بحاصل ضرب القوة الدافعة الكهربائية في كمية الشحنة الكهربية المارة خارج الخلية. Electrical energy = Ecell. Ctrans حيث: Ecell جهد الخلية بالفولت ، Ctrans التيار المار خارج الخلية عبر الزمن ونقيسه بالكولوم. كما يمكن تعيينه بحاصل ضرب عدد الإلكترونات ب المول التي مرت خلال الفترة الزمنية مضروبا في ثابت فاراداي F. والقوة الدافعة الكهربائية emf للخلية هي الجهد الأقصى بين القطبين عند عدم مرور تيار كهربائي . ويمكن منها حساب أقصى طاقة كهربائية يمكن الحصول عليها من تفاعل كيميائي. وتسمى تلك الطاقة " الشغل الكهربائي" ويُعبر عنه بالمعادلة الآتية: Wmax = Welectrical = –nF·Ecell, حيث الشغل معُرف هنا كشغل موجب الإشارة ، أي شغل مؤدى على النظام. وقد اتفق العلماء على أن يكون الشغل ذو إشارة موجبة إذا كان الشغل مؤدى على النظام ، ويكون الشغل سالبا الإشارة إذا كان الشغل ناتجا من النظام (كما هو الحال في معادلتنا هنا) ، يمكننا الاسفادة بالشغل الناتج ، مثلا لإنارة لمبة. ونظرا لكون طاقة غيبس الحرة هي أقصى كمية شغل يمكن الحصول عليها من نظام ، فيمكننا كتابة المعادلة [2] على النحو التالي: ΔG = –nF·Ecell حيث n يساوي عدد المولات من الإلكترونات. يُنتج جهد موجب الإشارة تغيرا سالبا في طاقة غيبس الحرة ، وهذا اصطلاح بين العلماء في تحديد إن كان الشغل مؤدى من الخارج على النظام أو أن الشغل يؤديه النظام وينشره خارج النظام. وعندما يكون جهد الخلية موجبا الشحنة يكون مقترنا بتيار كهربائي من المهبط إلى المصعد خلال السلك خارج الخلية. وفي حالة التغلب على تيار الخلية عن طريق توصيلها بمصدر جهد أكبر خارجي ، فيمر فيها تيار كهربائي في عكس الاتجاه ، عندئذ نكون قد أدينا شغلا في في الخلية ، ونتحدث في تلك الحالة عن "عملية تحليل كهربائي". [2] ويمكن بواسطة تفاعل كيميائي كهربائي ذاتي (وهو تغير في طاقة جيبس الحرة أقل من الصفر) توليد تيار كهربائي في خلية كهروكيميائية. وهذا هو مبدأ جميع البطاريات وخلايا الوقود. ومثلا ، يمكن اتحاد غاز الأكسجين O2 وغاز الهيدروجين H2 في خلية وقود فيتكون ماء وتنتشر طاقة عن هذا التفاعل (تفاعل ناشر للحرارة) ، وهو مثال ينتج طاقة كهربائية وطاقة حرارية في نفس الوقت. [2] وعلى العكس بالنسبة إلى تفاعل كهروكيميائي غير ذاتي ، فيمكن تسييره عن طريق توصيله بمصدر كهربائي ذو جهد كهربائي. فيحدث تحليل كهربائي للماء ، وينفصل غاز الأكسجين عن غاز الهيدروجين. العلاقة بين ثابت التوازن K وطاقة جيبس الحرة لخلية كهروكيميائية هي كالآتي: ΔG° = –RT ln(K) = –nF·E°cell وبتغيير المعادلة يمكننا الحصول على "الجهد القياسي " كدالة لثابت التوازن :
ويمكن كتابة المعادلة السابقة باللوغاريتم العشري ونحصل على القوة الدافعة الكهربائية للخلية :
طاقة جيس الحره و الخليه الكهروكيميائيه
