Kursplan för Avancerad elektrokemi

Mål

Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

• använda Butler-Volmer och Tafelekvationerna på elektrokemiska system samt redovisa skillnaden mellan jämviktsegenskaper och egenskaper i närvaro av elektrisk ström för olika elektrokemiska system
• värdera och använda de elektrokemiska metoderna: kronoamperometri, cyklisk voltammetri, kronopotentiometri, coulometri, samt redovisa vilken typ av information som kan erhållas med dessa metoder
• redovisa hur impedansspektroskopi, spektroelektrokemi och användningen av kopplade tekniker till elektrokemi kan användas för att erhålla information om elektrokemiska system och strukturen hos olika energirelevanta material
• analysera begreppen och redogöra för några metoder för att studera homogena och heterogena elektrokatalytiska processer
• redovisa för- och nackdelarna med användningen av mikro- och nanostrukturerade material samt ytmodifierade elektroder i elektrokemiska sammanhang
• analysera batteriers, bränslecellers och superkondensatorers funktion samt de vanligaste ingående elektrokemiska processerna
• använda simuleringsmetoder för att studera elektrokemiska system

Innehåll

Allmän introduktion till elektrokemi: elektrodkinetik, dynamisk elektrokemi. Butler-Volmer och Tafel-ekvationerna. Överspänningar. Kinetiskt respektive masstransportkontrollerade elektrokemiska processer. Masstransport via migration, konvektion och diffusion. Elektrokemi i fasta tillståndet. Jonledande polymerer, elektroniskt ledande polymerer och redoxpolymerer. Elektriska dubbelskikt. Potentiostatiska respektive galvanostatiska elektrokemiska metoder inklusive impedansspektroskopi, spektroelektrokemi och hydrodynamiska metoder. Elektrokemiska metoder kopplade till in situ strukturbestämningsmetoder. Elektrokemiska ytprocesser. Elektropolymerisation. Elektrokemiskt funktionella material. Homogen och heterogen elektrokatalys. Elektrokemiska processer med kopplade kemiska steg. Nanostrukturerade och ytmodifierade elektroder. Jämförelser mellan batterier, bränsleceller och superkondensatorer. Elektrokemiska processer med speciell relevans för energiområdet. Energitäthet och effekttålighet. Simulering av elektrokemiska processer.

Undervisning

Föreläsningar, lektioner och laborationer

Examination

Skriftlig tentamen vid kursens slut, 8 hp. För godkänd kurs krävs även godkänd laborationskurs, vilken är poängsatt till 2 hp.

Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en enskild student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t.ex. vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare för studenter med funktionsnedsättning.

Övriga föreskrifter

Kursen kan ej tillgodoräknas i examen tillsammans med kursen Avancerad elektrokemi 5 hp (1KB256) eller Tillämpad elektrokemi 10 hp (1KB717).