ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Ο στόχος του μαθήματος είναι η εξοικείωση των φοιτητών με τις βασικές έννοιες της ηλεκτροχημείας και των εφαρμογών αυτής. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην κατανόηση των ηλεκτροχημικών διεργασιών που πραγματοποιούνται σε σύγχρονες πλήρως ανεπτυγμένες ή/και αναπτυσσόμενες βιομηχανικές εφαρμογές της ηλεκτροχημείας καθώς παράλληλα και στον έντονο περιβαλλοντικό χαρακτήρα αυτών. Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής αναμένεται: - Να κατανοεί σε βάθος τις βασικές αρχές και τους θεμελιώδεις νόμους της Ηλεκτροχημείας - Να γνωρίζει τους κύριους τύπους ηλεκτροδίων και αντιδραστήρων, τις παραμέτρους απόδοσης διεργασίας και να κατανοεί την κατανομή δυναμικού και ρεύματος σε μια ηλεκτροχημική κυψέλη - Να κατανοεί τις γενικές αρχές ηλεκτροχημικής επεξεργασίας λυμάτων - Να γνωρίζει και να περιγράφει κάποιες βασικές τεχνολογίες ηλεκτροχημικής επεξεργασίας λυμάτων: ηλεκτροχημική απομάκρυνση τοξικών και βαρέων μετάλλων, ηλεκτροχημική οξείδωση ρύπων και φωτοκαταλυτική/φωτοηλεκτροκαταλυτική οξείδωση ρύπων - Να γνωρίζει τις βασικές τεχνολογίες της ηλεκτροχημικής παραγωγής και αποθήκευσης ενέργειας (μπαταρίες, κυψέλες καυσίμου)

Περιεχόμενο Μαθήματος

Εισαγωγική επισκόπηση ηλεκτροχημικών εφαρμογών: (Α) Γενική εισαγωγή στην Ηλεκτροχημεία και τις εφαρμογές της: (i) Γενική εισαγωγή στην Ηλεκτροχημεία και τις εφαρμογές της. Θερμοδυναμική ισορροπία ηλεκτροδιακών δράσεων και εξίσωση Nernst. Κινητική αντιδράσεων μεταφοράς φορτίου, εξίσωση Butler-Volmer, διαγράμματα Tafel, ηλεκτροκατάλυση. (ii) Φαινόμενα μεταφοράς μάζας. Συνθήκες σταθερής και ψευδοσταθερής κατάστασης. Τύποι ηλεκτροδίων και αντιδραστήρων, παραδείγματα κυψελών. Παράμετροι απόδοσης διεργασίας. Κατανομή δυναμικού και ρεύματος σε ηλεκτροχημική κυψέλη. (Β) Ηλεκτροχημική Επεξεργασία Λυμάτων: (i) Γενικές αρχές ηλεκτροχημικής επεξεργασίας λυμάτων. Ταξινόμηση μεθόδων επεξεργασίας αποβλήτων. Καθιερωμένες ηλεκτροχημικές διεργασίες καθαρισμού και ανακύκλωσης λυμάτων. Χαρακτηριστικά ηλεκτροχημικών μεθόδων επεξεργασίας λυμάτων. Βιομηχανικές εφαρμογές. (ii) Ηλεκτροχημική απομάκρυνση τοξικών και βαρέων μετάλλων. Μέθοδοι επεξεργασίας λυμάτων με μεταλλοϊόντα. Παράμετροι επιλογής των μεθόδων. Κινητική και θερμοδυναμική θεώρηση των ηλεκτροχημικών διεργασιών που σχετίζονται με τις παραπάνω μεθόδους. Βιομηχανικές εφαρμογές. (iii) Βασικές αρχές φωτοκατάλυσης/φωτοηλεκτροκατάλυσης. Τύποι μεθόδων. Εφαρμογές (Γ) Ηλεκτροχημική παραγωγή και αποθήκευση ενέργειας: (i) Στοιχεία καύσης (κυψέλες καυσίμου). Αρχές λειτουργίας, θερμοδυναμική θεώρηση, τύποι, σύγχρονες εφαρμογές. (ii) Μπαταρίες – Συσσωρευτές. Αρχές λειτουργίας, θερμοδυναμική θεώρηση, τύποι, σύγχρονες εφαρμογές.

Βιβλιογραφία

1. Ι.Α. Μουμτζής, Δ.Π. Σαζού, “Ηλεκτροχημεία”, Εκδόσεις Ζήτη, 1992. (Βιβλιοθήκη Χημικού, QD556.Μ6) 2. Γ.Ι. Κοκκινίδης, “Αρχές και Μέθοδοι Ηλεκτροδιακών Δράσεων”, Εκδόσεις Γιαχούδη-Γιαπούλη, 1992. (Βιβλιοθήκη Χημικού, QD561.K56)

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Κωδικός: Κ201
ETCS: 5

Εξάμηνο: 2o
Περίοδος: Χειμερινή
E-learning

Διδάσκοντες: