電極的制備工藝對其電化學性能至關重要。以鈦基涂層電極為例，典型制備流程包括基體預處理（噴砂、酸蝕）、涂層溶液配制（如RuCl?和IrCl?的混合溶液）和熱分解氧化（多次涂覆-燒結循環）。溶膠-凝膠法可制備均勻的納米氧化物涂層，而電沉積法則適合精確控制貴金屬（如Pt）的負載量。關鍵挑戰在于涂層與基體的結合力不足導致的剝落問題，可通過引入中間層（如Ta?O?）或等離子噴涂技術改善。此外，新興的原子層沉積（ALD）技術能實現單原子級精度，用于制備超薄、高活性電極涂層。電化學方法使碳鋼腐蝕速率降至0.02mm/a。湖南海水淡化電極設施

循環水中的鈣鎂離子易形成碳酸鈣和硫酸鈣垢，電化學除垢技術通過陰極反應（2H?O + 2e? → H?↑ + 2OH?）提高局部pH，促使成垢離子（Ca2?、Mg2?）以疏松形式析出并隨排污水排除。采用網狀不銹鋼陰極時，垢層主要成分為文石型CaCO?（非粘附性），可通過自動刮垢裝置清洗。關鍵參數包括電流密度（10-30 mA/cm2）、水溫（<60℃）和停留時間（>30分鐘）。某電廠循環水系統應用后，換熱管結垢速率從3 mm/年降至0.5 mm/年，同時節水15%（減少排污量）。該技術的瓶頸在于高硬度水質（>500 mg/L CaCO?）時能耗上升，需配合水質軟化預處理。廣東數據中心電極除硬系統電解防垢技術使渦輪機效率下降從15%降至3%。

鈦電極具有良好的穩定性，包括化學穩定性和機械穩定性。在長期的電化學過程中，其表面的活性涂層不易發生脫落、溶解或結構變化，能夠保持穩定的電催化性能。同時，鈦基體的度和良好的韌性，使得電極在受到機械振動、熱應力等外界因素影響時，依然能夠保持結構完整。例如，在電解水制氫設備中，鈦電極需要在連續的電解過程中保持穩定的工作狀態，其化學和機械穩定性確保了設備的長期穩定運行，減少了因電極性能下降而導致的設備停機維護次數。

微電極的工作面積十分微小，其電極面積大小界限雖不十分嚴格，但這種小尺寸特性賦予了它獨特優勢。一方面，微電極實現了電極的微型化，在一些對空間要求極高的微納器件或生物體內檢測場景中，能輕松適配。另一方面，在電化學分析中，盡管整個電極并非微型化，但其極小的工作面積可使電極反應時發生明顯的極化作用。通過微電極指示出的擴散電流與離子濃度存在線性關系，借此可精確測知溶液中離子的濃度，在痕量分析等方面表現出色。電化學技術處理循環水無氣味。

臭氧氧化可高效降解循環水中的難降解有機物，電化學臭氧發生器（EOG）通過質子交換膜電解水產生高濃度臭氧（50-200gO?/kWh）。以PbO?陽極為例，臭氧產率比傳統電暈法高30%，且無需空氣預處理。某印染廠將EOG集成至循環水系統，色度去除率>95%，并減少了污泥產量。循環水中的Cu、Zn等重金屬可通過電化學沉積在陰極回收。采用旋轉陰極（轉速50rpm）和脈沖電流（占空比20%）時，銅回收純度達99.5%，電流效率>80%。某電鍍廠循環水處理案例顯示，年回收銅2.5噸，經濟效益與環境效益明顯。鈦基涂層電極電解產生次氯酸，殺菌率超99.9%。天津循壞水電極設施

電化學除磷產物純度達90%可用作磷肥。湖南海水淡化電極設施

在實際應用中，被研究的電極被稱作工作電極（W），在電化學分析法中也稱為指示電極。為了測量工作電極的電勢，通常會將其與參比電極（R）組成二電極測量電池。當需要使工作電極發生極化時，則需額外引入一個輔助電極（C），組成三電極測量電池系統。為降低電液中歐姆電位降（IR）對工作電極電勢測量的誤差，參比電極與電解液連接處常采用毛細管，即魯金毛細管，使其盡可能靠近工作電極，以提高測量的精度。多重電極與單一電極不同，其電極界面上存在多種電極反應。當不太純的鋅浸入硫酸中時，【Zn|H?SO?】電極上就可能同時發生鋅原子失去電子生成鋅離子的反應，以及氫離子得到電子生成氫氣的反應，且這兩個反應的速率都較快，因此該電極屬于二重電極。金屬腐蝕體系常常呈現出多重電極的特性，由于存在多種反應，多重電極的靜態電勢需根據不同反應的極化曲線和極化規律來綜合判斷，其電化學反應過程相對復雜，給研究和應用帶來了一定挑戰。湖南海水淡化電極設施