Veranstaltungsarten (SWS)
Vorlesung: 2 │ Übung: 0 │ Praktikum: 0 │ Seminar: 0
Prüfungsnummer: ZKB 40393
Lehrform:

Vorlesung basierend auf Powerpoint-Präsentationen

Sprache: Deutsch
Turnus: WS
ECTS: 2
Prüfungsleistung Mündliche Prüfung (30-60 min.)
zugeordnete Studiengänge
zugeordnete Personen
zugeordnete Module
Informationen
Beschreibung:

Elektrochemische Prozesse sind allgegenwärtig. Man setzt sie sowohl zur Gewinnung von Materialien (z.B. Chlor, Aluminium, Kupfer etc.) als auch für die Behandlung von Oberflächen z.B. durch galvanische Verfahren oder Elektropolitur aber auch zur Herstellung von Formkörpern durch elektrophoretische Abscheidung von Pulvern, zur Reinigung von Abwässern und Böden sowie für viele andere Prozesse ein. Ein eher unerwünschter elektrochemischer Prozess ist die Metallkorrosion.

Elektrochemische Verfahren bieten Einblicke in die Zusammensetzung und die Reaktivität von Materialien zur Energiespeicherung. Außerdem werden elektrochemische Sensoren (pH-Elektrode, Lambda-Sonde etc.) zur Steuerung von Prozessen eingesetzt und elektrochemische Verfahren dienen zur Analyse von Spuren umweltrelevanter Stoffe.

Allen elektrochemischen verfahren ist gemeinsam, dass Elektronen über eine Phasengrenze hinweg ausgetauscht werden und so Reduktions- oder Oxidationsprozesse bewirken.

In der Vorlesung werden die grundlegenden Überlegungen zum Verständnis elektrochemischer Prozesse erörtert und ihre praktische Relevanz an ausgewählten technischen Verfahren gezeigt. Der Inhalt der Vorlesung gliedert sich wie folgt:

Einführung in elektrochemische Prozesse
- Thermodynamik
- Kinetik
- Arten elektrochemischer Reaktionen

Elektrochemische Analyseverfahren
- Coulometrie
- Voltammetrie
- Impedanzspektroskopie

Elektrochemische Prozesse zur Stoffgewinnung und -reinigung
- Chlorproduktion
- Metallgewinnung (z.B. Aluminium)
- Metallraffination (z.B. Kupfer)
- Beschichtung (Galvanik)

Korrosion

Lernziele:

Die Studierenden lernen elektrochemische Verfahren zur Herstellung und Reinigung von Stoffen sowie elektrochemische Mess- und Analysemethoden kennen. Die Studierenden lernen die industrielle Bedeutung elektrochemischer Prozesse und im Vergleich zu anderen Verfahren zu bewerten. Sie lernen außerdem die Bedeutung elektrochemischer Analysenmethoden zur Bewertung von Materialeigenschaften und für die elektrochemische Energietechnik kennen. Sie erlangen so vertiefte Kenntnisse in den Themenfeldern Energie und Werkstoffe.

Literatur:

Carl H. Hamann, W. Vielstich
Elektrochemie

Eliezer Gileadi
Physical Electrochemistry

Präsentationsfolien zur Vorlesung
Elektrochemische Prozesse und elektrochemische Messtechnik

Vorleistung:
Infolink:
Bemerkung:
Description:

Electrochemical processes are omnipresent. They are used for the production and purification of metals (e.g. chlorine, aluminum, copper etc.). Further uses are surface treatment (e.g. by galvanic deposition or electropolishing), forming (e.g. by electrophoretic deposition of ceramic powders), for the purification of waste water or soil as well as for many other processes. A more or less undesirable electrochemical effect is the corrosion of metals.

Electrochemical methods allow to study the composition and the reactivity of materials used for energy storage. In addition, electrochemical sensors (e.g. pH-electrode, lambda probes etc.) are used to control industrial processes. Furthermore, electrochemical methods are well established in trace analysis.

Transfer of electrons across a phase boundary causing oxidation or reduction reactions is common to all electrochemical processes.

Within the course the fundamental considerations to understand electrochemical processes will be discussed and their application in processes of technical relevance will be shown. The course is structured along the following topics:

Introduction into electrochemical processes
- Thermodynamics
- Kinetics
- Ways of electrochemical reactions

Electrochemical analytic methods
- Coulometry
- Voltammetry
- Impedance spectroscopy

Electrochemical methods for materials synthesis and purification
- Chlorine production
- Metal winning (e.g. aluminium)
- Metal refining (e.g. copper)
- Galvanic coating

Corrosion

Learning Targets:

The students will learn about electrochemical processes to produce and purify materials as well as the use of analytical methods based on electrochemical effects. The students will be able to assess the industrial relevance of electrochemical processes and compare them to other processes. They will also learn about the use of electrochemical processes and methods in materials science and electrochemical energy technology to obtain in depth knowledge on materials properties.

Literature:

Carl H. Hamann, W. Vielstich
Elektrochemie

Eliezer Gileadi
Physical Electrochemistry

Präsentationsfolien zur Vorlesung
Elektrochemische Prozesse und elektrochemische Messtechnik

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