Emne - Elektrokjemisk prosess- og energiteknologi - TMT4253
Elektrokjemisk prosess- og energiteknologi
Velg studieårOm
Om emnet
Faglig innhold
Grunnlag for elektrokjemisk energiteknologi og elektrolyseprosesser. Relasjon til termodynamikken, elektrodepotensial og dobbeltsjikt. Elektrodekinetikk, ladningsoverføring og elektrokatalyse. Adsorpsjon og reaksjonsmekanismer. Hydrogen-, oksygen- og klorelektroden. Generell innføring i de viktigste elektrokjemiske målemetodene. Grunnleggende prinsipper for energi- og varmebalanser i elektrokjemiske celler. Saltsmeltekjemi og elektrokjemi i saltsmelter. Elektrokjemiske prosesser: kloralkalie- og kloratelektrolyse, elektroplettering, metallproduksjon (elektrolyse) i vandig løsning (Zn, Ni, Cu, Co) og saltsmelte (Al, Mg).
Læringsutbytte
Studenten skal etter gjennomført kurs kunne: - Redegjøre for struktur og egenskaper til det elektrokjemiske dobbeltsjikt. - Redegjøre for elektrokatalytisk effekt og innvirkning av adsorpsjon og heterogene reaksjoner på kinetikk for elektrokjemiske prosesser. - Redegjøre for utvalgte prosesser innen elektrokjemisk energiomvandling og industriell elektrokjemi. - Redegjøre for aktiviteter i saltsmelter. - Beregne kapasitans, ladning og overflatespenning fra elektrokapillærkurver. - Kunne sette opp hastighetsutrykk for en vilkårlig reaksjonsmekanisme, herunder elektrodeprosesser der heterogene og homogene reaksjoner inngår. - Beregne strømutbytte/effektivitet. - Sette opp masse- og varme-balanser for industrielle elektrokjemiske prosesser. -Forstå rollen av elektrokjemiske prosesser i bærekraftig energikonversjon.
Læringsformer og aktiviteter
Forelesninger. Obligatoriske øvinger. Laboratorieøving. Alt læringsmateriell er på engelsk. Undervisningen gis på engelsk, men undervisningen vil kunne gis på norsk tale hvis kun norsktalende studenter er tilstede fysisk på en spesifikk forelesning. Eksamensoppgavene gis kun på engelsk. Forventet tidsbruk: Forelesninger: 60 timer. Øvinger: 30 timer. Selvstudium: 85 timer.
Obligatoriske aktiviteter
- Øvinger
Mer om vurdering
Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen. Ved muntlig utsatt eksamen vil det kunne hende at eksamensdato blir lagt utenfor vanlig eksamensperiode for utsatt eksamen.
Obligatoriske øvinger fra tidligere semester kan bli godkjent ved gjentak av eksamen - kontakt emneansvarlig.
Åtte godkjente øvinger er påkrevd for å kvalifisere til eksamen.
Mer informasjon om hjelpemidler på eksamen:
Tillatte kalkulatorer:
Casio FX-82CW, Casio FC100 V2, Casio fx-82ES PLUS, Casio fx-82EX, Citizen SR-270X, Citizen SR-270X College, Hewlett Packard HP30S, Casio fx-991DEX og liknende kalkulatorer som vil kunne sortere under NTNUs hjelpemiddelkode C. I tillegg vil andre kalkulatorer som ikke har kommunikasjonsmuligheter og lagret informasjon (dokumenter eller annen informasjon i tilknytning til emnet), være tillatt.
Printet materiell tillatt:
"Aylward and Findlay's SI Chemical Data", Wiley, alle utgaver
Hamann / Hamnett / Vielstich: "Electrochemistry", Wiley-VCH, 1. eller 2. utgave
Anbefalte forkunnskaper
TMT4252 Elektrokjemi eller tilsvarende kunnskaper.
Kursmateriell
Hamann, Vielstich, Hamnett; "Electrochemistry", 2nd edition, Wiley-VCH.
Jomar Thonstad, Elektrolyseprosesser, Kompendium.
Utdrag av bøker, tidsskriftsartikler, forelesningsnotater og øvinger.
Fagområder
- Materialteknologi
- Elektrokjemi
- Teknologiske fag