Електрохімічний каталіз
Спеціальність: Технічна електрохімія
Код дисципліни: 7.161.03.E.026
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Хімії і технології неорганічних речовин
Лектор: д.т.н., проф. Кунтий Орест Іванович
к.т.н., доц. Зозуля Галина Іванівна
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти фахових компетентностей спеціалізації (ФКС):
2.1. Здатність використовувати професійно-профільні знання і практичні навички для вирішення конкретних завдань в області електрохімічних каталітичних процесів, електрохімічної енергетики та отриманні металів електролізом іонних розчинів.
2.2. Здатність критично аналізувати сучасні технології та формувати вимоги для розроблення інноваційних процесів і перспективних електрохімічних каталітичних процесів, у галузі електрохімічної енергетики та електролізу іонних розплавів.
2.3. Здатність проводити наукові роботи в області електрохімічних каталітичних процесів, електролізу іонних розплавів, електрохімічних процесів для генерування та накопичення електричної енергії.
Результати навчання: 1. Критично осмислювати наукові концепції та сучасні теорії
хімічних процесів та хімічної інженерії, застосовувати їх при
проведенні наукових досліджень та створенні інновацій.
Комунікація (КОМ):
1. Зрозуміле і недвозначне донесення власних знань, висновків та аргументації до фахівців і нефахівців, зокрема, до осіб, які навчаються.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
Методологія наукових досліджень
Хімія та технології наноматеріалів
Технологія, обладнання і проектування електрохімічних виробництв
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
Електрохімічна енергетика
Електроліз іонних розплавів
Корозія металів під напруженням
Короткий зміст навчальної програми: Вивчення сучасного електрохімічного каталізу, що включає ґрунтовне розуміння суті електрокаталітичних процесів на поверхні катодів та анодів і технологічних аспектів їх одержання. Науковий аналіз тенденцій розвитку наноструктурованих металевих і напівпровідникових поверхонь електродів та перспектив застосування в електрохімічній енергетиці, сенсориці, медицині, очищенні вод, екологічних аспектах.
Опис: Основні положення гетерогенного каталізу.
Основні характеристики каталізаторів. Активність. Селективність. Стабільність. Втрата каталітичної активності.
Теорії гетерогенного каталізу.
Електрохімічний каталіз.
Сучасні теорії електрохімічного каталізу. Головні напрями застосування електрохімічного каталізу.
Каталітичні електродні процеси. Катіонний каталіз. Аніонний каталіз. Вплив матеріалу електрода та його модифікації на швидкість електрохімічної реакції.
Вплив наноструктурованих поверхонь на електрохімічний каталіз. Нанорозмірний ефект.
Біметалеві наноструктуровані поверхні в електрохімічному каталізі.
Електрокаталіз під час електролізу води. Матеріали електродів. Наноструктуровані поверхні електродів.
Каталітично активні електроди у паливних елементах.
Наноструктуровані поверхні електродів водневих і спиртових паливних елементах.
Каталітично активні катоди для електрохіміного відновлення СО2. Каталітичний ефект наноструктурованих поверхонь.
Електрокаталіз у сенсориці неорганічних й органічних молекул. Біоелектрохімічна сенсорика.
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль результатів навчання здобувачів освіти включає виконання та захист лабораторних робіт, усне опитування.
Семестровий контроль здійснюється у формі заліку.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (ПК) - 30 балів.
Контрольний захід - 70 балів: письмова компонента (50 балів), усна компонента (20 балів).
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Болдирєва О. Ю., Лісняк В. В. Гетерогенний Каталіз. Частина І. Навчальний посібник. – К: 2023. – 48 с.
2. Papaderakis A., Mintsouli I., Georgieva J., Sotiropoulos S. Electrocatalysts Prepared by Galvanic Replacement. Catalysts. 2017, V. 7, 80.
3. Kanoun O., Tamara Lazarevi?c-Pasti T., Pasti I. et al. A Review of Nanocomposite-Modified Electrochemical Sensors for Water Quality Monitoring. Sensors. 2021, V. 21, 4131.
4. Wu X., Yan Q., Wang H. et al. Heterostructured Catalytic Materials as Advanced Electrocatalysts: Classification, Synthesis, Characterization, and Application. Adv. Funct. Mater. 2024, 2404535.
5. Fu H., Chen Z., Chen X. et al. Modification Strategies for Development of 2D Material-Based Electrocatalysts for Alcohol Oxidation Reaction. Adv. Sci. 2023, 2306132.
6. Zhang Y.-Z., Li P.-H., Ren Y.-N. et al. Metal-Based Electrocatalysts for Selective Electrochemical Nitrogen Reduction to Ammonia. Nanomaterials, 2023, 13, 2580.
7. Колбасов Г. Я., Кублановський В. С., Берсірова О. Л. Та інші. Електрохімія функціональних матеріалів і систем (ЕФМС). Укр. хім. журн., 2021, Т. 87, № 3, С. 61-76.
8. Кунтий О., Яцишин М., Зозуля Г., Добровецька О., Решетняк О. Електрохімічний синтез металевих наночастинок і нанокомпозитів. Монографія. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2019. – 288 с.
9. Кунтий О., Зозуля Г., Шепіда М. Формування металевих наноструктурованих поверхонь і синтез наночастинок металів гальванічним заміщенням: монографія. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2024. – 280 с.
10. Знак З. О. Гідометалургія: навчальний посібник. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2023. – 277 с.
Інформаційні ресурси:
Journals: Catalysts; Sensors; Journal of Coatings Technology and Research; Journal of The Electrochemical Society; International Journal of Electrochemical Science; Electrochimica Acta; Electrochemistry Communication; Nanomaterials.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).