course-details-portlet

TMT4252 - Elektrokjemi

Om emnet

Vurderingsordning

Vurderingsordning: Skriftlig skoleeksamen
Karakter: Bokstavkarakterer

Vurdering Vekting Varighet Delkarakter Hjelpemidler
Skriftlig skoleeksamen 100/100 4 timer C

Faglig innhold

Elektriske potensial og felt. Ledningsevne og kapasitans. Termodynamikk for vandige løsninger: Aktiviteter og Debye-Hückel-modellen. Elektrolyseceller og galvaniske celler med og uten overføring. Beregning av potensialdifferanser over væskekontakter. Elektrosyntese av metaller og kjemikalier, elektrodialyse og elektrohydrolyse. FN bærekraftsmål: Elektrokjemisk energilagring i hydrogen og batterier og anvendelser av elektrokjemi i miljøanalyse og bioteknologi. Brenselceller. Elektroder og elektrodereaksjoner. Elektrodekinetikk: Sammenheng mellom strøm og spenning i ladningsoverføringsreaksjoner. Reaksjonsorden. Transportprosesser og masseoverføringskoeffisienter. Elektrokjemi i miljøanalyser og vannrensing. Elektrokjemisk beskrivelse av biologiske celler. Transport-, aktiverings- og ohmske overpotensial. Kort om det elektrokjemiske dobbelsjikt. Demonstrasjon av roterende elektrode og potensiostat.

Relevans til bærekraft. Eksempler og regneøvinger knyttet til FNs bærekraftsmål: hydrogen som energibærer, elektrokjemisk energilagring, energieffektiv metallproduksjon, elektrokjemiske detektorer i miljøovervåkning, bioelektokjemiske sensorer, elektrokjemisk rensing (tilbakeføring av miljø).

Relevans for digitalisering: Numerisk løsning i Python av ligninger for beregning av overpotensial, løsning av transportligninger mm.

Læringsutbytte

Etter fullført kurs kan studenten - definere de viktigste komponentene i elektrokjemiske celler og utstyr - definere og relatere matematisk grunnleggende fysiske og kjemiske begreper knyttet til elektrokjemiske celler - gjøre rede for fortegnskonvensjoner - gjøre rede for elektrodepotensialer og deres representasjon i Pourbaix-diagram - definere og beskrive matematisk prosessene diffusjon, migrasjon og konveksjon - definere transport-, aktiverings- and ohmsk overpotensial - beregne overpotensialet for elektron-overføringsreaksjoner med ett elektron der både transport og kinetikk bidrar til totalt overpotensial - beregne ohmsk overpotensial for makro- and mikroelectroder - framstille strøm-spenningsrelasjoner grafisk - beregne potensialforskjeller over væskekontakter - beskrive strukturen til det elektrokjemiske dobbelsjikt og definere og beskrive matematisk Helmholz-sjikt og kapasitans. - gi en oversikt over anvendelser av elektrokjemi i energilagring, biologi, miljø-analyser og -rensing, i produksjon av metaller og andre materialer og i syntese av kjemikalier.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, øvinger og semesterprøver. Semesterprøvene og 2/3 av øvingene kreves godkjent for å få adgang til eksamen. Øvingene vil gi trening i bruk av digitale verktøy for simulering av elektrokjemiske prosesser samt anvendelser av teorien på problemstillinger relatert til FNs bærekraftsmål. Det kan bli arrangert en ekskursjon for å besøke elektrokjemisk industri. Total arbeidsbelastning (4F + 2Ø + 6S): 200 timer

Obligatoriske aktiviteter

  • Øvinger
  • Semesterprøve

Mer om vurdering

Adgang til skriftlig eksamen forutsetter at semesterprøvene og 2/3 av regneøvingene er godkjent. Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Kursmateriell

K. B. Oldham, J. C. Myland, and A. B. Bond, Electrochemical Science and Technology, John Wiley & Sons, Chichester (2012), ISBN 978047071045 (PB). Også tilgjengelig som e-bok og HB.

Studiepoengreduksjon

Emnekode Reduksjon Fra Til
TMT4250 3.7 HØST 2008
Flere sider om emnet

Ingen

Fakta om emnet

Versjon: 1
Studiepoeng:  7.5 SP
Studienivå: Høyere grads nivå

Undervisning

Termin nr.: 1
Undervises:  VÅR 2025

Undervisningsspråk: Engelsk, Norsk

Sted: Trondheim

Fagområde(r)
  • Materialteknologi
  • Elektrokjemi
  • Teknologiske fag
Kontaktinformasjon
Emneansvarlig/koordinator:

Ansvarlig enhet
Institutt for materialteknologi

Timeplan

Listevisning
Kalendervisning

Eksamensinfo

Vurderingsordning: Skriftlig skoleeksamen

Termin Statuskode Vurdering Vekting Hjelpemidler Dato Tid Eksamens- system Rom *
Vår ORD Skriftlig skoleeksamen 100/100 C INSPERA
Rom Bygning Antall kandidater
Sommer UTS Skriftlig skoleeksamen 100/100 C INSPERA
Rom Bygning Antall kandidater
  • * Skriftlig eksamen plasseres på rom 3 dager før eksamensdato. Hvis mer enn ett rom er oppgitt, finner du ditt rom på Studentweb.
Eksamensinfo

For mer info om oppmelding til og gjennomføring av eksamen, se "Innsida - Eksamen"

Mer om eksamen ved NTNU