|
Vyučující
|
-
Řihošková Markéta, Ing. Ph.D.
-
Recmanová Iraida, Ing. Ph.D.
-
Geiger Tomáš, Ing.
|
|
Obsah předmětu
|
Přednášky: 1. Struktura atomu, kvantová čísla, chemické vazby, interakce, reaktivita, periodická tabulka. 2. Názvosloví látek, teorie kyselin a zásad, neutralizace, elektrolyty, soli, disociace, disociační konstanty, výpočet a odvození pH. 3. Redoxní systémy, vyčíslování redoxních rovnic, základní definice a standardy v elektrochemii, děje na elektrodách, typy elektrod, elektrochemické potenciály 4. Kvantitativní zákony elektrochemických dějů a jejich praktické využití - Nernstova rovnice, Faradayovy zákony, polarizační elektrodové děje, galvanizace 5. Měřicí přístroje a metodiky měření v elektrochemii. (měření vodivosti, pH, koncentrace, potenciál, potenciometrie, voltametrie, amperometrie) 6. Primární články, principy a funkce. Primární články na bázi zinku, manganu, lithia, kov-vzduch. Srovnání a zhodnocení. 7. Sekundární články na bázi niklu, olova, lithia, konstrukce, materiály, charakteristiky. 8. Palivové články 1 - úvod, přehled, druhy článků a jejich srovnání, teorie (principy, elektrolyty, reakce, procesy), specifika používaných paliv 9. Palivové články 2 - charakterizace a aplikace (zátěžové a výkonové charakteristiky, příklady technických aplikací). Redoxní průtočné baterie - systémy na pomezí baterie a palivového článku 10. Další technologické aplikace elektrochemických dějů (superkapacitory, elektrochromní prvky, vodivé polymery) 11. Koroze kovů v různých prostředích (atmosférická koroze, koroze ve vodách a půdách, bludné proudy). Protikorozní ochrana (typy ochrany, provedení, galvanizace, katodická a anodická elektrochemická ochrana, pasivace a oxidační vrstvy). 12. Elektrochemické senzory 13. Uzavření předmětu (zápočet, ukázky z diplomových prací, vědecké výsledky, fotogalerie z exkurzí). Cvičení: 1. Základní chemické pojmy, zákony a vzorce, chemické názvosloví, periodická tabulka, valenční vrstva a její vliv na reakce. 2. Bezpečnost práce + základní operace v chemické laboratoři, základní výpočty pro odměřování množství v chemii 3. Vyčíslování redoxních rovnic, zápisy oxidace a redukce v poločláncích, konvence v elektrochemii 4. Laboratorní úloha - měření pH a iontovýměnné kapacity membrány 5. Laboratorní úloha - vliv koncentrace, teploty a síly elektrolytu na jeho vodivost 6. Laboratorní úloha - redoxní děje na fázových rozhraní elektrochemických článků 7. Typy pracovních a referenčních elektrod, praktické ukázky konstrukčních provedení primárních a sekundárních baterií, značení baterií, metody jejich charakterizace 8. Laboratorní úloha - charakterizace modelového redoxního systému metodou cyklické voltametrie, měření s tištěnou elektrodou 9. Laboratorní úloha - měření zátěžové charakteristiky a účinnosti PEM palivového článku 10. Samostatná příprava na prezentaci laboratorních úloh + nabídka opakovacího cvičení + konzultace k prezentaci 11. Studentské prezentace laboratorních úloh - analýza chyb a nedostatků 12. Faradayův zákon, Nernstova rovnice, hlavní opěrné body elektrochemie - opakování 13. Exkurze
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
- Příprava na zkoušku [10-60]
- 40 hodin za semestr
- Příprava na laboratorní měření, zpracování výsledků [1-8]
- 4 hodiny za semestr
- Kontaktní výuka
- 52 hodin za semestr
- Příprava na souhrnný test [6-30]
- 10 hodin za semestr
- Kontaktní výuka
- 16 hodin za semestr
- E-learning [dáno e-learningovým kurzem]
- 36 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné dovednosti |
|---|
| aplikovat základní poznatky středoškolské fyziky a chemie |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| bc. studium: své učení a pracovní činnost si sám plánuje a organizuje, |
| bc. studium: kriticky přistupuje ke zdrojům informací, informace tvořivě zpracovává a využívá při svém studiu a praxi, |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| popsat podstatu chemických vazeb ve sloučeninách |
| vyjádřit vzorcem a rovnicí všechny významné elektrochemické děje v rámci elektrochemických zdrojů primárních, sekundárních i palivových |
| popsat základní principy ochrany kovových konstrukcí před korozí |
| Odborné dovednosti |
|---|
| vyjádřit vzorcem významné kyseliny, zásady i další důležité chemické látky včetně jejich reakcí a energetické bilance |
| stanovit hodnotu elektrochemického potenciálu článku na základě jeho složení |
| měřit vodivost roztoků, koncentraci elektrolytů a jejich pH |
| zapojit a připravit experimentální aparaturu pro měření s palivovým článkem |
| navrhnout základní koncepci ochrany kovových konstrukcí před korozí |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| bc. studium: srozumitelně a přesvědčivě sdělují odborníkům i laikům informace o povaze odborných problémů a vlastním názoru na jejich řešení, |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Přednáška s diskusí, |
| Výuka podporovaná multimédii, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Laboratorní praktika, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Přednáška s diskusí, |
| Laboratorní praktika, |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Test, |
| Kombinovaná zkouška, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Individuální prezentace, |
| Test, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška, |
|
Doporučená literatura
|
-
Batchelor, A. W.; Loh Nee Lam; Chandrasekaran, Margam. Materials degradation and its control by surface engineering. 3rd ed. London : Imperial College Press, 2011. ISBN 978-1-84816-501-4.
-
Brunet, Yves. Energy storage. London : ISTE, 2011. ISBN 978-1-84821-183-4.
-
Doležel, Ivo. Elektrochemie. Plzeň : ZČU, 1998. ISBN 80-7082-410-7.
-
Skoog Douglas A., West Donald M., Holler F.James, Crouch Stanley R. Analytická chemie. VŠCHT Praha, 2019. ISBN 978-80-7592-043-0.
-
Yu, Aiping; Chabot, Victor; Zhang, Jiujun. Electrochemical supercapacitors for energy storage and delivery : fundamentals and applications. Boca Raton : CRC Press, 2013. ISBN 978-1-4398-6989-5.
-
Zoski, Cynthia G. Handbook of electrochemistry. 1st ed. Boston : Elsevier, 2007. ISBN 978-0-444-51958-0.
|