ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ
| Τίτλος | ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ / Electrochemical Energy Systems and Environmental Protection |
| Κωδικός | Κ201 |
| Σχολή | Θετικών Επιστημών |
| Τμήμα | Χημείας |
| Κύκλος / Επίπεδο | 1ος / Προπτυχιακό, 2ος / Μεταπτυχιακό |
| Περίοδος Διδασκαλίας | Χειμερινή |
| Κοινό | Όχι |
| Κατάσταση | Ενεργό |
| Course ID | 40002688 |
Πρόγραμμα Σπουδών: ΠΠΣ-Τμήμα Χημείας (2016-σήμερα)
Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 30
| Κατεύθυνση | Τύπος Παρακολούθησης | Εξάμηνο | Έτος | ECTS |
|---|---|---|---|---|
| ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ | Προαιρετικό | 7 | 4 | 5 |
| ΧΗΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ-ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ-ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΕΙΑ | Επιλογής Κατεύθυνσης | 7 | 4 | 5 |
| ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΝΘΕΣΗ-ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΒΙΟΕΦΑΡΜΟΓΕΣ | Προαιρετικό | 7 | 4 | 5 |
| ΧΗΜΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ | Προαιρετικό | 7 | 4 | 5 |
| Τίτλος | ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ |
| Ακαδημαϊκό Έτος | 2021 – 2022 |
| Περίοδος Τάξης | Χειμερινή |
| Διδάσκοντες άλλων Κατηγοριών |
|
| Ώρες Εβδομαδιαία | 3 |
| Class ID | 600188329
|
Τύπος Μαθήματος 2011-2015
Ειδικού Υποβάθρου / Κορμού
Τρόπος Παράδοσης
- Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Γλώσσα Διδασκαλίας
- Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
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)
Γενικές Ικανότητες
- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
- Αυτόνομη εργασία
- Ομαδική εργασία
- Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
- Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
- Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον
- Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
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.
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
- Σημειώσεις
- Διαφάνειες
- Βιβλίο
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
- Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
- Χρήση Τ.Π.Ε. στην Επικοινωνία με τους φοιτητές
Περιγραφή
Χρήση υπολογιστικών πληροφοριακών συστημάτων (π.χ. Matlab, Comsol Multiphysics, Microsoft Excel, Metrohm Autolab Nova) κατά τη διάρκεια των διαλέξεων, με στόχο την αποτελεσματικότερη και πληρέστερη κατανόηση των ηλεκτροχημικών διεργασιών που σχετίζονται με το βασικό αντικείμενο του μαθήματος.
Οργάνωση Μαθήματος
| Δραστηριότητες | Φόρτος Εργασίας | ECTS | Ατομικά | Ομαδικά | Erasmus |
|---|---|---|---|---|---|
| Διαλέξεις | 125 | 5 | |||
| Σύνολο | 125 | 5 |
Αξιολόγηση Φοιτητών
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
- Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης (Διαμορφωτική)
Βιβλιογραφία
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
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)
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
1. D. Pletcher and F.C. Walsh, “Industrial Electrochemistry”, 2nd edition, Blackie Academic & Professional, 1993. (Βιβλιοθήκη Χημικού, TP255.P57)
2. D. Pletcher, “A first course in electrode processes”, Romsey, The Electrochemical Consultancy, 1991.
(Βιβλιοθήκη Χημικού, QD273.P54)
3. F.C. Walsh, “A first course in electrochemical engineering”, The Electrochemical Consultancy, 1993. (Βιβλιοθήκη Χημικού, QD273.W35)
4. K. Rajeshwar and J.Gibanez, “Environmental Electrochemistry: Fundamentals and Applications in Pollution Abatement”, Academic Press, 1997. (Βιβλιοθήκη Χημικού, TD192.2.R35)
5. P.T. Kissinger and W.R. Heineman (Editors), “Laboratory Techniques in Electroanalytical Chemistry”, 2nd edition, Marcel Dekker Inc., N.Y. 1996, p.p. 432-439, 769-806, 813-846. (Βιβλιοθήκη Χημικού, QD115.L23)
6. V.S. Bagotskii, “Fuel cells: problems and solutions”, Hoboken, N.J.: John Wiley & Sons, c2009. (Βιβλιοθήκη Χημικού, TK2931.B35)
7. G. Hoogers, “Fuel cell technology handbook”, Boca Raton, FL: CRC Press, c2003. (Βιβλιοθήκη Χημικού, TK2931.F785)
8. M. Kaneko and I. Okura, “Photocatalysis: Science and Technology”, Kodansha, 2002. (Βιβλιοθήκη Χημικού, QD716.P45P44)
9. G. Marci and L. Palmisano (Editors), “Heterogeneous Photocatalysis”, Chichester, U.K. ; New York: Wiley, 1997. (Βιβλιοθήκη Χημικού, QD716.P45H48)
Τελευταία Επικαιροποίηση
05-03-2021
