Elektrochemia stosowana 1200-2SPEC32M
Wykład dotyczy wybranych zagadnień z elektrochemii stosowanej i składa się z kilku części. Korozja materiałów: zjawisko korozji, stabilność materiałów, diagram Pourbaix, schemat Evansa, mechanizmy korozji, inhibitory korozji, pasywacja, metody badania korozji. Elektro i biokataliza: różnice między reakcjami konwencjonalnymi elektrochemicznymi i reakcjami elektrokatalitycznymi, konkretne reakcje elektrokatalityczne i ich znaczenie, rodzaje katalizatorów, katalizatory w redukcji tlenu, wydzielaniu wodoru, elektrody enzymatyczne i ich zastosowanie. Elektroosadzanie: zastosowanie elektrochemii w osadzaniu cienkich warstw metalicznych, polimerów przewodzących, wytwarzaniu nanostruktur, mechanizmy zarodkowania i narastania cienkich warstw, osadzanie podpotencjałowe – opis termodynamiczny, wpływ różnych czynników na rodzaj tworzonych struktur. Ogniwa galwaniczne, paliwowe, bioogniwa, ich działanie, konstrukcja i wydajność, nowe materiały w konstrukcji ogniw. Elektrochemia i fotoelektrochemia półprzewodników : czynniki powodujące różnice między elektrodami metalicznymi i półprzewodnikowymi, zjawiska spowodowane oświetlaniem elektrod półprzewodnikowych, fotokorozja, rodzaje fotoogniw - konstrukcja, dobór elektrod , fotokatalityczny rozkład wody, fotoogniwa polimerowe, barwnikowe. Zastosowanie spektroskopii impedancyjnej.
Szacowany nakład pracy studenta (w semestrze): 75 godzin
• Obecność na wykładach – 30 godzin
• Konsultacje – 15 godziny
• Przygotowanie do kolokwiów – 15 godzin
• Przygotowanie do egzaminu końcowego – 15 godzin
Rodzaj przedmiotu
Tryb prowadzenia
Założenia (opisowo)
Koordynatorzy przedmiotu
W cyklu 2024L: | W cyklu 2025L: |
Efekty kształcenia
Po zakończeniu wykładu student:
●zna najważniejsze problemy, którymi zajmuje się współczesna elektrochemia stosowana.
● posiada specjalistyczną wiedzę niezbędna do opisu procesów występujących podczas korozji , elektroosadzania, oświetlania materiałów półprzewodnikowych, w elektro i biokatalizie, w ogniwach i fotoogniwach .
● potrafi wskazać i uzasadnić krytycznie kierunki poszukiwań nowych materiałów dla potrzeb ogniw, bioogniw i fotoogniw.
● potrafi wskazać i uzasadnić krytycznie kierunki poszukiwań nowych materiałów dla potrzeb elektrokatalizy,
● potrafi samodzielnie korzystać z artykułów żródłowych dotyczących wybranych zagadnień z elektrochemii stosowanej.
Wiedza (absolwent zna i rozumie):
K_W06 w zaawansowanym stopniu chemii fizycznej (w zakresie: termodynamiki i termochemii, zagadnień związanych z ze stanem równowagi chemicznej, elektrochemii, zjawisk na granicy faz, procesów transportu oraz teorii kinetyki chemicznej z uwzględnieniem zjawisk katalizy) wraz z odpowiednim aparatem matematycznym.
K_W14 w zaawansowanym stopniu aspekty budowy i działania nowoczesnej aparatury pomiarowej wspomagającej badania naukowe w chemii.
Umiejętności (absolwent potrafi):
K_U16 zastosować odpowiednie metody, techniki i narzędzia badawcze w ramach danej specjalności chemicznej konieczne dla wyjaśnienia postawionego problemu, w tym zaawansowanych technik informacyjno-komunikacyjnych.
K_U17 przeprowadzać pomiary wybranych wielkości fizykochemicznych, wyznaczać ich wartości oraz ocenić wiarygodność uzyskanych wyników. Potrafi posługiwać się wybraną aparaturą pomiarową.
K_U20 w sposób precyzyjny i spójny wypowiadać się w mowie i piśmie na tematy dotyczące problemów chemicznych z użyciem specjalistycznej terminologii.
Kompetencje społeczne (absolwent jest gotów do):
K_K01 do określenia zakresu posiadanej przez siebie wiedzy i umiejętności oraz do podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych.
K_K02 samodzielnego podejmowania i inicjowania prostych działań badawczych a w przypadku trudności z samodzielnym rozwiązaniem problemu zasięgania opinii ekspertów.
K_K04 wypełniania zobowiązań społecznych i działania na rzecz interesu publicznego z racji zdobytej wiedzy i umiejętności.
Kryteria oceniania
Egzamin pisemny
Wymagania egzaminacyjne:
Zjawisko korozji- na czym polega, przykłady.
Prąd korozyjny, potencjal korozyjny.
Ochrona przed korozją, dzialanie inhibitorów – diagramy Evansa.
Zjawisko pasywacji.
Kinetyka zarodkowania natychmiastowego, progresywnego. Tworzenie monowarstw.
Elektroosadzanie przedpotencjalowe- opis termodynamiczny, przesunięcie przedpotencjalowe.
Porównanie katalizy chemicznej i elektrokatalizy.
Parametry charakteryzujące efekt elektrokatalityczny.
Katalizatory w redukcji tlenu i wydzielaniu wodoru.
Elektrody enzymatyczne ich otrzymywanie i zastosowania.
Katalizatory tworzone w wyniku UPD.
Współczesne materiały dla ogniw I i II rodzaju, ogniw paliwowych, bioogniw. Działanie ogniw – reakcje, wydajność.
Różnice między właściwościami granicy faz półprzewodnik/ roztwór elektrolitu a metal/ roztwór elektrolitu.
Stan wyczerpania , inwersji, wzbogacenia w obszarze ładunku przestrzennego w pólprzewodniku .
Krótka charakterystyka fotoogniw woltaicznych, elektrolitycznych. Nowe generacje fotoogniw.
Ochrona fotoogniw przed fotokorozją.
Praktyki zawodowe
nie dotyczy
Literatura
1. Modern Electrochemistry 2A, 2B Second Edition, ed by J O`M Bocris, A. K.N. Reddy, M Gamboa-Aldeco. 2000, NY, Culver Academic
2. Electrocatalysis. J.Lipkowski, P.N.Ross 1998, NY, Wiley-VCH
3. Semiconductor Electrodes and Photoelectrochemistry ed by S. Licht 2002, NY, Wiley-VCH
4. Nanostructures and Nanomaterials. Synthesis, Properties, Applications. G.Cao, 2004, Imperial College Press
5. Artykuły źródłowe I przegladowe dotyczące omawianych zagadnień - odnośniki podawane podczas wykładów.
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: