1/14/2015

1

CURS ELECTROCHIMIE

.l.dr.ing. ANCA COJOCARU

BibliografieT.Badea, M.Nicola, D.I.Vireanu, I.Maior, A.Cojocaru,Electrochimie i coroziune, Ed.Matrix Rom Bucureti,2005T.Badea, M.Nicola, Electrochimie i coroziune, UPB, 1993I.G. Murgulescu, O.M. Radovici, Introducere n chimie fizic,vol.IV, Electrochimie, Editura Academiei Romne, Bucureti, 1986;L. Oniciu, E. Constantinescu, Electrochimie i coroziune,Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1982

Bibliografie laborator i aplicaii de calcul:D.Vireanu et al, Electrochimie i coroziune. Tehnologia proceselor electrochimice.ndrumar de laborator, UPB, 1999M.Nicola, T.Badea, V.Brnzoi, Electrochimie i coroziune. Culegere de probleme,UPB, 1994N. Vaszilcsin, M. Neme, L. Oniciu, P. Ilea, Electrochimie-Aplicaii numerice,Editura Politehnica, Timioara, 1999L. Oniciu, Liana Murean, Electrochimie aplicat, Ed. Presa Universitar Clujean,1998.IUPAC, Mrimi, uniti i simboluri n chimia fizic, Editura Academiei Romne,Bucureti, 1996

1/14/2015

2

Electrochimie

Energie chimic

Transfer de electroni

Reacii chimice care au loc pentru producerea de electricitate

Electricitate aplicat pentru producerea reaciilor chimice

Energie electric

ELECTROCHIMIE

ELECTRICITATE

STIINTA

MATERIALELOR

FIZICA

MATEMATICA

CHIMIE

BIOELECTROCHIMIE

NANOELECTROCHIMIE

FOTOELECTROCHIMIE

1/14/2015

3

un electrod cilindric de cupru

o baghet din fier, poziionat

concentric cu ajutorul unui dop de

bitum

ncastrat ntr-un recipient de lut

ars

n interior s-au identificat urme de

sare i acetai (electrolitul oet i

ap de mare)

Pila din Bagdad prima pil electrochimic Secolul III .C

Istoria electrochimieiIstoria electrochimiei

Luigi Galvani(9 Septembrie 1737 4 Decembrie 1798)

Asistentul lui Galvani a atins un nerv sciatic al broatei cu un bisturiu metalic carefusese ncrcat. Piciorul broatei a micat ca i cum broasca ar fi fost vie. Bazapentru nelegerea energiei electrice transportat de ioni. Galvani a denumitenergia descoperit de el ca electricitate animalic.

1/14/2015

4

Contele Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta(18 Februarie 1745 5 Martie 1827)

Bateria Volta

Volta construit primabaterie pentru adezaproba teoriaasociatului su Galvanilegat de electricitateaanimalic.Bateria realizat deVolta este consideratprima celulelectrochimic.

Era format din doi electrozi, unul de zinc icellalt de cupru. Electrolitul era acid sulfuric.

1806 Sir Humphry Davy, chimist i

inventator britanic, obine pe cale

electrochimic Na, K, Al i numete

noul domeniu de cercetare

electrochimie

(1778 1829)

Sir Humphry Davy

1/14/2015

5

1800 William Nicholson (1753 1815) i Anthony Carlisle (1768 -

1842) descoper electroliza, descompunnd apa n hidrogen i

oxigen

1830 are loc pentru prima

dat depunerea controlat, pe

cale galvanic, a metalelor

preioase la firma Elkington

(Birmingham, Anglia)

1805 Theodor von Grotthuss (1785 1822) ofer

prima explicaie tiinific referitoare la trecerea

curentului electric prin electrolii

1/14/2015

6

Michael Faraday(22 Septembrie 1791 25 August 1867)

Faraday a descoperit:

inducia electromagnetic,

legile electrolizei,

benzenul,

a inventat o prim form a beculuide gaz Bunsen

sistemul de numere de oxidare

1833 Michael Faraday formuleaz legile de baz ale electrochimiei1834 Faraday introduce pentru prima dat n lucrarea fundamental OnElectrical Decomposition, termenii de echivalent electrochimic, catod, anod,electrod, ion, cation, anion, electrolit, constant electrochimic F (numrullui Faraday)

1836 John Daniell (1790-1845) prezint variante incipiente ale pilei

electrochimice de curent constant, denumit mai trziu pila Daniell

Jacobi, o baterie electric mult mai bun dect celulele voltaice.

John Frederic Daniell

(1790 1845)

1/14/2015

7

Johann Wilhelm Hittorf(27 Martie 1824 28 Noiembrie 1914)

Fizician German care a calculatcapacitatea de transport a electricitiia atomilor ncrcai i molecule (ioni),un factor important n nelegereareaciilor electrochimice.

A msurat modificrile concentraieisoluiei electrolizate, calculat dinnumerele de transport ale multor ioni in 1869 a publicat legea sa careguverneaz migraia ionilor.

1839 Wiliam R. Grove (1811 1896) inventeaz pila de

combustie hidrogen oxigen

1/14/2015

8

1859 primele lucrri ale lui Gaston Plant (1834 1889) la acumulatorul acid cu plumb, care domin de maimult de 100 de ani tehnologia pilelor electrochimicerencrcabile

1866 Georges Leclanch (1839-1882) descoper pila zinc carbon,

cu electrolit lichid NH4Cl si depolarizant MnO2, folosit pe scar larg

i astzi cu versiuni puin modificate

1/14/2015

9

Friedrich Wilhelm Georg Kohlrausch( 14 Octombrie 1840 17 Ianuarie 1910)

Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz(31 August 1821 8 Septembrie 1894)

Svante August Arrhenius

Josiah Willard Gibbs

Peter Joseph William Debye

Erich Armand Arthur Joseph Hckel

Louis Georges Gouy John O'Mara Bockris

A investigatproprietileconductive aleelectroliilor ia contribuit lanelegereaconduciei lor.

Cunoscut printre altele pentru teoriile sale despre conservarea energiei, lucrului n electrodinamic, termodinamic chimic.

1849 Kolbe prima electrosintez organic

1900 suedezul Waldemar Jungner inventeaz prima pil alcalinrencrcabil (acumulator), cu oxid de nichel si cadmiu

1914 Thomas Alva Edison perfecioneaz acumulatorul alcalin: plci defier i oxid de nichel introduse n soluie apoas de KOH sau NaOH, caelectrolit.

1/14/2015

10

1960 - Wilson Greatbatch pune la punct pentru prima dat unstimulator cardiac

Acest dispozitiv folosete o baterie Duracell, cu zinc oel i HgO,special construit n acest scop de ctre Samuel Ruben

1990 anul de referin al trecerii autovehiculelor propulsate electric

pe baza pilelor de combustie, de la faza de prototip la faza de testare

urban

1/14/2015

11

1997 Fuji Photo Film Corp. a anunat fabricarea unui nou material

anodic pentru bateriile Li ion, bazat pe un material compozit de tipul

metaloxidsticl, cu o capacitate de stocare a energiei de circa 1,5 ori

mai mare dect cele clasice

1997 Toyota dezvluie Prius prima main hibrid la nivel mondial,

comercializat i produs n mas n Japonia.

1997 Modele noi: Ev Plus (Honda), Ev1 (GM), Camioneta Ranger EV

(Ford), Altra Ev (Nissan), S10 EV (Chevrolet) i Rav 4 EV (Toyota).

2006 Cteva prototipuri de maini electrice sau hibride sunt n producie

limitat, iar cele noi sunt nc pe planet

1/14/2015

12

1999 National Renewable Energy Laboratory SUA a anunat producerea

unei celule hibrid fotovoltaicfotoelectrochimic, capabil s

descompun apa n H2 i O2 cu un randament de 12%. Tehnologia folosit

utilizeaz o combinaie de electrozi compozii pe baz de Ga-In i Ga-As

2000 cercetrile lui Alan Heeger, Alan MacDiarmid i HidekiShirakawa n domeniul obinerii polimerilor conductivi icomportamentului electrochimic al acestora au fost ncununate deobinerea premiului Nobel

1/14/2015

13

- 1999 - Nissan introduce pe pia modelul Nissan Altra Electric Vehicle ca

automobil electric produs n serie, dotat cu 4 locuri, avnd un motor

electric de 30kw i utiliznd acumulatori de Li/ion. Autonomia atins de

acest model este de 180 km i poate atinge o vitez maxim de 130 km/h.

- 2002 - Puterea total instalat a centralelor electrice pe baz de pile de

combustie n SUA este estimat la 4100 MW.

Electrodepunerea i

rafinarea metalelor

Surse de curent electric,

baterii i pile de combustie

Producere de substane

Metod de studiu i control

al coroziunii; Studiul

reaciilor chimice , reaciilor

redox (transfer de electroni)

Electrochimie

Importana practic Aplicaii