Behörighetskrav

120 hp med 60 p/90 hp kemi. Elektrokemi, 5 hp eller motsv.

Mål

Efter fullgjord kurs skall studenten kunna

• tillämpa Nernstekvationen på elektrokemiska system samt beskriva skillnaden mellan jämviktsegenskaper och egenskaper i närvaro av elektrisk ström i elektrokemiska system
• beskriva det elektrokemiska dubbelskiktet med hjälp av vanliga modeller
• definiera begreppet överspänning, förklara dess orsaker samt beskriva hur sambandet mellan ström och potential kan studeras i närvaro och frånvaro av kontrollerad konvektion
• beskriva skillnaden mellan kinetiskt och masstransportkontrollerade elektrokemiska processer
• beskriva och tillämpa de elektrokemiska metoderna: kronoamperometri, cyklisk voltammetri, kronopotentiometri, coulometri, impedansspektroskopi och spektroelektrokemi samt redogöra för vilken typ av information som kan erhållas med dessa metoder
• redogöra för några metoder för att studera homogena och heterogena elektrokatalytiska processer
• förklara hur mikro- och nanostrukturerade material och ytmodifierade elektroder kan användas i elektrokemiska sammanhang
• förklara batteriers och bränslecellers funktion samt de vanligaste ingående elektrokemiska processerna

Innehåll

Allmän introduktion till elektrokemi: Nernst ekvation, elektrodkinetik, dynamisk elektrokemi. Butler-Volmer och Tafel ekvationerna. Överspänningar. Kinetiskt respektive masstransportkontrollerade elektrokemiska processer. Masstransport genom migration, konvektion och diffusion. Konduktivitet. Elektrokemi i fasta tillståndet. Jonledande och elektroniskt ledande polymerer. Det elektriska dubbelskiktet. Potentiostatiska respektive galvanostatiska elektrokemiska metoder inklusive impedansspektroskopi, spektroelektrokemi och hydrodynamiska metoder. Elektrokemiska ytprocesser. Grundläggande korrosionsbegrepp. Homogen och heterogen elektrokatalys. Elektrokemiska processer med kopplade kemiska steg. Nanostrukturerade och ytmodifierade elektroder. Introduktion till batterier, bränsleceller och elektrokemiska solceller. Elektrokemiska processer med speciell relevans för energiområdet.

Laborationer som belyser det teoretiska innehållet.

Undervisning

Föreläsningar, lektioner, demonstrationer och laborationer.

Examination

Skriftlig tentamen vid kursens slut (4 hp). För godkännande krävs även godkänd laborationskurs och litteraturuppgift, vilka tillsammans är poängsatta till 1 hp. Slutbetyget motsvarar en sammanvägning av resultatet av det skriftliga provet och de obligatoriska momenten.