Grundlagen elektrochemischer Prozesse auf der Nanoskala

Inhalt der Veranstaltung ▲

Materialien, Oberflächen und Grenzflächen: Elektrolyte und Isolatoren, Leitfähigkeit, Besonderheiten der Oberfläche, Kontakt zweier Phasen und Bildung der elektrischen Doppelschicht.

Elektrochemische Thermodynamik: Intensive und extensive Größen, treibende Kräfte, elektrochemisches, chemisches und elektrisches Potential, Gleichgewichte, Halbzellen- und Zellenpotential, elektromotorische Kraft, Diffusionspotentiale

Kinetik der Elektrodenprozesse: Masse- und Ladungstransfer in elektrochemischen Systemen, Überspannungen, Butler-Volmer Gleichung, diffusionsbegrenzte Prozesse, gemischte Kinetik, Nukleation

Nanoskala-Effekte: Überlappende Doppelschichten, Gibbs-Thomson Effekt, Quanteneffekte, Segregation und De-Doping, atomistische Theorie der elektrochemischen Phasenbildung, Abweichungen von thermodynamischen Werte, Tunneleffekte, Transport auf der Nanoskala, Elektrochemie mit Isolatoren

Korrosion, Passivierung: Prinzipien des Korrosionsschutzes (anodischer und kathodischer Schutz), Pourbaix Diagramme, elektrochemische Oxidation und Formierung funktionalerSchichten.

Galvanische Prozesse: Herstellung von Metallen mit hoher Reinheit, Abscheidung metallischer Funktionsschichten, Abscheidung von Legierungen, Abscheidung funktionaler Oxidschichten.

Elektrokatalyse: Wasserelektrolyse, saure Elektrolyse (PEM-Membranzellen), alkalische Elektrolyse (mit Metall- und Oxidelektroden), Hochtemperatur-Elektrolyse, Lebensdauer

Elektrochemische Sensoren: Potentiometrische Sensoren, Gassensoren (Lambda-Sonde), Voltammetrische Sensoren, elektrochemische Bio- und Enzymsensoren, Ionensensitive Feldeffekttransistoren (IS-FETs)

Memristive Bauelemente: Nanoskalierte elektrochemischen Zellen als Datenspeicher, Besonderheiten von Materiaien und Prozessen in ReRAM, elektrochemische Kinetik von VCM- und ECM-Zellen, Effekte von Feuchte, Nanobatterieeffekt

Präsenzveranstaltung ▲

Vorlesung (2 SWS) und Übung (1 SWS)

Vorlesung und Übung werden von Dr. Ilia Valov gehalten.

Prüfung ▲

Termine nach Vereinbarung



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