ELETTROCHIMICA

Fondamenti di termodinamica e cinetica chimica. Significato dei potenziali redox e fondamenti delle misure elettrochimiche. Nozioni di base di matematica.

Fundamentals of thermodynamics and chemical kinetics. Meaning of redox potentials and basics of electrochemical measurements. Basics of mathematics.

Tesi

Thesis

MODULO 1 (DANIELE)

Conoscenza dei fondamenti elettrochimici della corrosione dei metalli, partendo dalle teorie correnti sugli aspetti termodinamici e cinetici delle reazioni elettrodiche. Conoscenza dei meccanismi di corrosione e dei metodi per la prevenzione e per la protezione dei metalli dalla corrosione.

MODULO 2 (NERVI)

Lo scopo del corso è conoscere i principi dell’elettrochimica e delle
tecniche elettrochimiche, ed applicarli alla produzione di energia (celle
fotovoltaiche e fotocatalisi/fotosintesi artificiale, fuel cells), ed al suo
stoccaggio (pile e accumulatori).

MODULE 1 (DANIELE)

The main objective is centered on the knowledge of the electrochemical bases of metallic material corrosion. Another objective is the knowledge of corrosion mechanisms and of the methods to shield metals from corrosion.

MODULE 2 (NERVI)

The aim of the course is to know the principles of electrochemistry and electrochemical techniques and apply them to the production of energy (photovoltaic cells and photocatalysis / artificial photosynthesis, fuel
cells), and its storage (batteries and accumulators).

MODULO 1 (DANIELE)

Conoscenza degli aspetti termodinamici e cinetici dei processi corrosivi e dei principali meccanismi di corrosione. Conoscenza del comportamento dei principali materiali strutturali rispetto alla corrosione. Conoscenza delle principali modalità di intervento per la prevenzione e protezione dalla corrosione.

MODULO 2 (NERVI)

Conoscenze dell’elettrochimica e applicazioni nel campo della produzione (celle fotoelettrochimiche, fotosintesi artificiale, fuel cells) e stoccaggio di energia (pile e accumulatori).

MODULE 1 (DANIELE)

Knowledge of thermodynamics and kinetics of corrosion processes. Knowledge of the behaviour of principal structural materials against corrosion. Corrosion prevention and protection from.

MODULE 2 (NERVI)

Knowledge of electrochemistry and applications in the field of energy production (photoelectrochemical cells, artificial photosynthesis, fuel
cells) and energy storage (batteries and accumulators).

MODULO 1 (DANIELE) 

Eq. di Butler-Volmer. Aspetti sperimentali ed applicativi delle relazioni di
Tafel. Applicazioni allo studio della corrosione dei materiali metallici.

Modelli chimici che interpretano i fenomeni corrosivi.
Aspetti stechiometrici, termodinamici e cinetici nell’interpretazione dei
fenomeni di corrosione. La passivazione.

Fattori di corrosione relativi al materiale metallico e all'ambiente. La
corrosione localizzata (contatto galvanico, per vaiolatura, in fessura, da
stress, intergranulare, da erosione). Danneggiamento da idrogeno

Prevenzione e protezione: inibitori di corrosione; modificazioni
superficiali; protezione catodica.

MODULO 2 (NERVI)

Richiami di base di elettrochimica. Trasporto di materia in soluzione e
teoria dei processi elettrochimici. Tecniche elettrochimiche
(Cronoamperometria, polarografia, voltammetria ciclica, onda quadra).
Impiego della “Digital Simulation” (simulazione al calcolatore). Reazioni
chimiche omogenee associate, modifica del responso voltammetrico e
studio di specie chimiche reattive all’elettrodo. Reversibilità/irreversibilità
elettrochimica e chimica e meccanismi elettrochimici. Cenni alle tecniche
basate sul concetto di impedenza. Applicazioni nel campo del risparmio
energetico, sviluppo sostenibile e razionale sfruttamento delle risorse.
Elettrochemiluminescenza (OLED), celle fotovoltaiche classiche e di terza
generazione (DSSC), fotocatalisi e fotosintesi artificiale (produzione di
idrogeno, riduzione della CO2).

MODULE 1 (DANIELE)

 

Equation of Butler-Volmer for electrodic processes. Tafel equations for
study of corrosion phenomena in metallic materials. Economic relevance
of corrosion. Electrochemical model for interpretation of metal corrosion.
Stoichiometry, thermodynamics and kinetics of corrosion processes. The
great relevance of pit corrosion. Hydrogen embrittlement. Prevention and
protection: passivation of metal surfaces; corrosion inhibitors; cathodic
protection.

MODULE 2 (NERVI)

Review of basic electrochemistry. Transport of matter in solution and the
theory of electrochemical processes. Electrochemical techniques
(Chronoamperometry, polarography, cyclic voltammetry, square wave).
Use of the “Digital Simulation” (computer simulation). Homogeneous
chemical reactions, change of the voltammetric response and study of
reactive chemical species at the electrode. Electrochemical and chemical
reversibility / irreversibility and electrochemical mechanisms. Outline of
techniques based on the concept of impedance. Applications in the field
of energy saving, sustainable development and rational exploitation of
resources. Electrochemiluminescence (OLED), classical and thirdgeneration
(DSSC) photovoltaic cells, photocatalysis and artificial
photosynthesis (hydrogen production, reduction of CO2).
Equation of Butler-Volmer and and current/potential curves. Relevance of
Tafel’s equations in the study of metal corrosion.

 

In classe, con l'ausilio di strumenti per la didattica.

In the class, with the help of tools for teaching.

Esame orale, con un esempio applicativo concreto (presentazione) potenzialmente utile al prosieguo della tesi

Oral examination, with a presentation on a practical example that could be useful for the thesis.

 

 

MODULO 1 (DANIELE) 

-P. Pedeferri “Corrosione protezione dei materiali metallici” Città Studi
Editore, Milano 2001
-Materiale didattico fornito dal docente.

MODULO 2 (NERVI)

Piero Zanello, Carlo Nervi, Fabrizia Fabrizi de Biani, “Inorganic
Electrochemistry. Theory, Practice and Application”, 2nd Ed., RSC, 2011,
ISBN: 978-1-84973-071-6.
A.J. Bard, L. R. Faulkner, “Electrochemical Methods. Fundamentals and
Applications”, Wiley, New York.
A. E. Kaifer, M. Gómez-Kaifer, “Supramolecular Electrochemistry“, Wiley-
VCH, New York.
D. Astruc, “Electron Transfer and Radical Processes in Transition Metal
Chemistry“, Wiley-VCH, New York.

MODULE 1 (DANIELE)

 

P. Pedeferri “Corrosione protezione dei materiali metallici” Città Studi
Editore, Milano 2001
Educational materials provided by the teacher.

MODULE 2 (NERVI)

Piero Zanello, Carlo Nervi, Fabrizia Fabrizi de Biani, “Inorganic
Electrochemistry. Theory, Practice and Application”, 2nd Ed., RSC, 2011,
ISBN: 978-1-84973-071-6.
A.J. Bard, L. R. Faulkner, “Electrochemical Methods. Fundamentals and
Applications”, Wiley, New York.
A. E. Kaifer, M. Gómez-Kaifer, “Supramolecular Electrochemistry“, Wiley-
VCH, New York.
D. Astruc, “Electron Transfer and Radical Processes in Transition Metal
Chemistry“, Wiley-VCH, New York.