(PRINCIPLES OF ELECRTROCHEMISTRY IN ENERGETIC APPLICATIONS)
CdSCHIMICA INDUSTRIALE
Codice391CC
CFU3
PeriodoSecondo semestre
LinguaInglese
| Moduli | Settore/i | Tipo | Ore | Docente/i | |
| PRINCIPI DI ELETTROCHIMICA IN APPLICAZIONI ENERGETICHE | CHIM/04 | LEZIONI | 24 |
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Al termine del corso, lo studente avrà appreso le basi teoriche e di funzionamento di tecnologie elettrochimiche utilizzate in applicazioni energetiche. Particolare attenzione sarà dedicata a quei sistemi più rilevanti per la transizione energetica quali batterie secondare a ioni di litio e post litio, batterie flow, supercapacitatori con elettrodi organici, elettrolizzatori e celle a combustibile.
At the end of the course, the student will have learned the theoretical foundations and functioning of electrochemical technologies used in energy applications. Special attention will be dedicated to the systems most relevant to the energy transition, such as secondary lithium-ion and post-lithium batteries, flow batteries, supercapacitors with organic electrodes, electrolyzers, and fuel cells.
Lo studente sarà valutato per la sua abilità di discutere le principali tematiche del corso con terminologia appropriata e spirito critico.
The student will be evaluated for their ability to discuss the main topics of the course using appropriate terminology and critical thinking skills.
Al termine del corso, lo studente sarà in grado di analizzare e rielaborare in maniera autonoma i principi teorici e di funzionamento di tecnologie elettrochimiche che trovano spazio in ambito energetico e di discutere i vari casi applicativi in relazione a scenari reali.
At the end of the course, the student will be able to independently analyze and rework the theoretical principles and functioning of electrochemical technologies that are relevant in the field of energy and discuss various application cases in relation to real scenarios.
Durante l'esame orale finale, lo studente dovrà dimostrare di aver compreso ed interiorizzato i contenuti del corso.
During the final oral exam, the student will have to demonstrate their understanding and internalization of the course content.
Lo studente potrà acquisire e sviluppare sensibilità alle problematiche energetiche attuali e a discuterle in maniera critica relativamente a dati applicativi e casi studio reali.
The student will be able to acquire and develop awareness of current energy issues and critically discuss them in relation to practical data and real case studies.
Durante l'esame orale allo studente sarà chiesto di discutere i contenuti del corso in maniera critica e autonoma.
During the oral exam, the student will be asked to discuss the course contents critically and independently.
Sarebbe consigliabile avere una conoscenza anche non approfondita delle basi di elettrochimica (acquisita, per esempio, attraverso i corsi di chimica analitica)
It would be advisable to have at least a basic knowledge of electrochemistry (acquired, for example, through analytical chemistry courses).
Lezioni frontali con ausilio di presentazioni.
Studio individuale.
Le slide delle presentazioni saranno rese disponibile dal docente.
Frontal lessons with the help of presentations.
Individual study.
The slides of the presentations will be provided by the teacher.
Definizioni e principi dell’elettrochimica e dei processi di trasferimento elettronico. Grandezze termodinamiche e aspetti cinetici. Equazione di Butler Volmer e retta di Tafel. Equilibrio elettrodico. Equazione di Nernst. Coefficienti di affinità. Formazione del doppio strato elettrico. I modelli di Helmholtz e la teoria di Debye Huckel.Teorie sulla conducibilità. Classificazione delle celle: celle galvaniche e celle elettrolitiche. Potenziale elettrostatico. Potenziale di superficie.
Tecniche elettrochimiche: cronoamperometria, voltammetria, spettroscopia di impedenza.
Applicazioni: elettrochemiluminescenza (OLED), celle fotovoltaiche DSSC, elettrocatalisi (produzione di idrogeno, riduzione di CO2 e N2), batterie a Li e post Li, supercapacitori, elettrolizzatori, celle a combustibile e sensori resistivi
Definitions and principles of electrochemistry and electron transfer processes. Thermodynamic quantities and kinetic aspects. Butler-Volmer equation and Tafel line. Electrochemical equilibrium. Nernst equation. Affinity coefficients. Formation of the electric double layer. Helmholtz models and Debye Huckel theory. Theories on conductivity. Classification of cells: galvanic cells and electrolytic cells. Electrostatic potential. Surface potential.
Electrochemical techniques: chronoamperometry, voltammetry, impedance spectroscopy.
Applications: electrochemiluminescence (OLED), DSSC solar cells, electrocatalysis (hydrogen production, CO2 and N2 reduction), Li and post-Li batteries, supercapacitors, electrolyzers, fuel cells, and resistive sensors.
Lezioni di Elettrochimica, B. Mazza, ISBN 9788833190631
Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2nd Edition, A.J. Bard and L.R. Faulkner, ISBN 978-0471043720
Lezioni di Elettrochimica, B. Mazza, ISBN 9788833190631
Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2nd Edition, A.J. Bard and L.R. Faulkner, ISBN 978-0471043720
Esame orale.
Oral exam.