617-0951/02 – Elektrochemie (ECH)
| Garantující katedra | Katedra chemie | Kredity | 10 |
| Garant předmětu | doc. RNDr. Bruno Kostura, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. RNDr. Bruno Kostura, Ph.D. |
| Úroveň studia | postgraduální | Povinnost | povinně volitelný |
| Ročník | | Semestr | zimní + letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2010/2011 | Rok zrušení | 2020/2021 |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | doktorské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Prohloubit znalosti z rovnovážné a dynamické elektrochemie o rovnováhach a procesech ve vodných roztocích a aplikovat je na vysokoteplotní heterogenní elektrochemické soustavy.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Anotace
Aplikovaná elektrochemie vodných elektrolytů, iontových tavenin, oxidových tavenin (strusek) a pevných elektrolytů.
Rovnovážná elektrochemie. Termodynamické vlastnosti iontů v roztoku. Stanovení termodynamických funkcí z elektrochemických měření ve vodných roztocích a taveninách. Dynamická elektrochemie. Kinetika elektrodových procesů ve vodných roztocích a taveninách ; stacionární a nestacionární metody: voltametrie s RDE, lineární voltametrie, chronopotenciometrie a chronoamperometrie. Použití vysokoteplotních nerovnovážných senzorů. Pevné elektrolyty s aniontovou a kationtovou vodivostí a jejich základní aplikace:čidla, sondy, palivové články.
Povinná literatura:
1. Dvořák J., Koryta J.: Elektrochemie, Academia Praha,1983.
Doporučená literatura:
1.Antonín V., a kol. Keramické pevné elektrolyty, SNTL Praha 1985.
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
Další požadavky na studenta
Budou upřesněny dle tématu disertační práce.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Rovnovážná elektrochemie. Termodynamické vlastnosti iontů v roztoku.
2. Standardní Gibbsova energie a entropie iontů ve vodných roztocích. Aktivity iontů, střední aktivitní koeficienty, Debyeův-Hückelův limitní zákon.
3. Elektrochemické články a jejich aplikace. Problematika stanovení termodynamických funkcí z elektrochemických měření ve vodných roztocích a taveninách.
4. Teoretické možnosti stanovení aktivity složek pomocí rovnovážných elektrochemických metod; aktivita složek v roztavených kovech (kyslík, síra, dusík, hliník), měření oxidační schopnosti strusek in situ pomocí aktivity FeO a bazicity na základě měření aktivity CaO.
5. Využití elektrochemických sond při řízení metalurgických technologií. Současný stav in situ měření aktivity kyslíku v oceli. Možnosti měření distribuce složek (kyslík,síra) v soustavě struska-kov.
6. Dynamická elektrochemie. Procesy na elektrodách. Elektrická dvojvrstva: struktura, elektrický potenciál, metody studia. Rychlost přenosu náboje: rychlostní rovnice, aktivační Gibbsova energie, Butlerova-Volmerova rovnice. Tafelova závislost a její interpretace.
7. Kinetika elektrodových procesů ve vodných roztocích a taveninách : stacionární a nestacionární metody: voltametrie s RDE, lineární voltametrie, chronopotenciometrie a chronoamperometrie.
8. Aplikace vysokoteplotních nerovnovážných potenciometrických senzorů a vysokoteplotních chronoamperometrických senzorů.
9. Pevné elektrolyty s aniontovou a kationtovou vodivostí a jejich základní aplikace: konstrukce čidel a sond, měření parciálního tlaku kyslíku v plynech, lambda sonda v automobilu.
10. Využití pevných elektrolytů pro přeměnu energie ve vysokoteplotních palivových článcích s elektrolytem na bázi oxidů kovů. Palivové články s elektrolytem na bázi roztavených uhličitanů.
11. Vypracování aktuální literární rešerše (www.sciencedirect.com) pro klíčová slova týkající se konkrétního tématu disertační práce.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky