Interfacial Electrochemistry - NEVF167

• Title: Elektrochemie povrchů a rozhraní
• Guaranteed by: Department of Surface and Plasma Science (32-KFPP)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2021
• Semester: summer
• E-Credits: 3
• Hours per week, examination: summer s.:2/0, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Guarantor: doc. Mgr. Ivan Khalakhan, Ph.D.; RNDr. Peter Kúš, Ph.D.

Annotation

English

Last update: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (15.05.2018)

The course deals with basic theory and application of electrochemistry. It focuses on students who use electrochemical methods in their research. The course begins with the general basics of electrochemistry. It then covers the theoretical fundamentals that form the basis of all the major electrochemical techniques and electroanalytical methods that are described in detail. The aim of the lecture is to acquire basic knowledge in order to enable students to understand, analyze and independently solve problems related to electrochemical processes.

Czech

Last update: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (15.05.2018)

Předmět se zabývá základní teorií a aplikací elektrochemie. Zaměřuje se na studenty, kteří využívají elektrochemické metody do svého výzkumu. Kurz začíná obecnými základy elektrochemie. Dále pokrývá teoretické základy, které tvoří základ všech hlavních elektrochemických technik a elektroanalytických metod, které jsou podrobně popsány. Cílem přednášky je získání základních znalostí tak, aby to studentům umožnilo pochopit, analyzovat a samostatně řešit problémy související s elektrochemickými procesy.

Course completion requirements

Last update: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (14.06.2019)

Podmínkou zakončení předmětu je úspěšné složení zkoušky, tj. hodnocení zkoušky známkou "výborně", "velmi dobře" nebo "dobře". Zkouška musí být složena v období předepsaném harmonogramem akademického roku, ve kterém student předmět zapsal.

Literature

English

Last update: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (15.05.2018)

1. C.H. Hamann, A. Hamnett, W. Vielstich, Electrochemistry, Wiley 2007

2. V.S. Bagotsky, Fundamentals of Electrochemistry (2nd Edition) Wiley 2006

3. W. Schnickler, E. Santos, Interfacial electrochemistry (2nd Edition), Springer 2010

Requirements to the exam

Last update: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (14.06.2019)

Zkouška je ústní a student dostává typicky dvě otázky ze sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednáškách.

Syllabus

English

Last update: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (15.05.2018)

1. Introduction to electrochemistry.

• Basic concepts of electrochemistry. Electrochemical potential - surface potential, three-electrode setup.

2. Thermodynamics of electrochemical reactions.

• Potential. Nernst's equation.

3. Electrode-electrolyte interface, electrochemical double layer, adsorption on electrode.

4. Kinetics of electrochemical reactions.

• Overview of processes at electrode. Butler-Volmer and Tafel equations.

5. Reaction of hydrogen and electrocatalytic reaction.

6. Hydrogen desorption, reaction mechanism.

• Volcano graph, hydrogen release on Pt (111), electrocatalysis on metal electrodes.

7. Deposition and dissolution of metals

• Influence of morphology, surface diffusion, nucleation, 2D layer growth, dissolution.

8. Electrochemical surface processes.

9. Experimental methods of investigation of processes kinetics on electrodes.

• Charge transfer, Chronoamperometry, cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy.

10. Electrochemistry for energy applications.

• Fuel cells, electrolyzers and batteries.

11. Applications of electrochemistry in scientific research. Combination of electrochemistry and surface physics.

Czech

Last update: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (15.05.2018)

1. Úvod do elektrochemie.

• Základní pojmy elektrochemie. Elektrochemický potenciál - povrchový potenciál, tří elektrodové uspořádání.

2. Termodynamika elektrochemických reakcí.

• Potenciál. Nernstova rovnice.

3. Rozhraní elektroda-elektrolyt, elektrochemická dvojvrstva, adsorpce na elektrodě

4. Kinetika elektrochemických reakcí.

• Přehled procesů na elektrodě. Butler-Volmerova a Tafelova rovnice.

5. Reakce vodíku a elektrokatalytické reakce

6. Desorpce vodíku, reakční mechanizmus,

• Volcano graf, uvolňování vodíku na Pt(111), elektrokatalýza na kovových elektrodách.

7. Depozice a rozpouštění kovů.

• Vliv morfologie, povrchová difúze, nukleace, růst 2D vrstev, rozpouštění.

8. Elektrochemické povrchové procesy.

9. Experimentální metody studia kinetiky procesů na elektrodách.

• Přenos náboje, Chronoamperometrie, cyklická voltammetrie, elektrochemická impedanční spektroskopie.

10. Elektrochemie pro energetické aplikace.

• Palivové články, elektrolyzéry a baterie.

11. Aplikace elektrochemie ve vědeckém výzkumu. Kombinace elektrochemie a fyziky povrchů.