Poslední úprava: Bouzek Karel prof. Dr. Ing. (29.06.2018)
Cílem předmětu je seznámit posluchače s metodami návrhu a optimalizace elektrochemických technologií z inženýrského pohledu. Vedle shrnutí teoretických základů elektrochemie je pozornost věnována rovněž principům volby použitých materiálů a vlivu konstrukčních uspořádání jednotlivých aparátů na chování celého procesu. Přednášky jsou doplněny výpočetním seminářem, v rámci kterého si posluchači ověří s využitím moderních metod matematického modelování získané teoretické poznatky. Vizualizace studovaných dějů zároveň umožní jejich detailní pochopení.
Poslední úprava: Bouzek Karel prof. Dr. Ing. (29.06.2018)
The target of this subject is to make students familiar with modern approach to the description and optimisation of the electrochemical processes. The subject is based on the knowledge gained in the basic course of chemical engineering and physical chemistry. This knowledge is applied to the problems of technical electrochemistry. Theoretical lectures are accompanied by the seminaries allowing by the means of modern methods of mathematical modeling more detailed understanding of the studied phenomena.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Bouzek Karel prof. Dr. Ing. (29.06.2018)
Studenti budou umět
navrhnout konstrukci elektrochemické cely, včetně základní volby použitých materiálů
popsat distribuci lokálních hodnot potenciálů a hustoty toku náboje a hmoty
definovat základní ekonomické charakteristiky jednotky
Poslední úprava: Bouzek Karel prof. Dr. Ing. (29.06.2018)
Students will be able to
design of an electrochemical cell, including basic selection of suitable construction materials;
calculate distribution of local potentials, charge and mass flux density;
define basic economic characteristics of the process.
Literatura -
Poslední úprava: Bouzek Karel prof. Dr. Ing. (02.11.2018)
Z: Bouzek K., Elektrochemické inženýrství, učební text VŠCHT Praha, 1999, 8070803681
D: Roušar I, Micka K, Kimla A, Technická Elektrochemie II, Academia Praha,1981
Poslední úprava: Bouzek Karel prof. Dr. Ing. (29.06.2018)
přednášky, seminář věnovaný matematickému modelování vybraných elektrochemických systémů
Poslední úprava: Bouzek Karel prof. Dr. Ing. (29.06.2018)
lectures, seminaries dealing with mathematical modelling of selected electrochemical systems
Požadavky ke kontrole studia -
Poslední úprava: Bouzek Karel prof. Dr. Ing. (29.06.2018)
nejsou
Poslední úprava: Bouzek Karel prof. Dr. Ing. (29.06.2018)
none
Sylabus -
Poslední úprava: Bouzek Karel prof. Dr. Ing. (29.06.2018)
Předmět je specificky věnován následujícím tématům:
1. Kinetika elektrodových reakcí
2. Základy hydrodynamiky toku kapalin v elektrochemické cele
3. Transport hmoty v roztocích elektrolytů
Metody intenzifikace přenosu hmoty v průmyslových elektrolyzérech; separační přepážky oddělující elektrodové prostory - typy, funkce, popis přenosu hmoty
4. Primární, sekundární a terciální rozložení proudových hustot - Laplaceova rovnice
Bilance napěťových ztrát a výpočet napětí na elektrochemické cele; analytické řešení Laplaceovy rovnice pro jednoduché geometrie; řešení Laplaceovy rovnice pro reálné systémy
5. Základní typy elektrochemických reaktorů
6. Materiály využívané v konstrukci elektrochemických cel
7. Trojrozměrné (porézní) elektrody
8. Bipolární uspořádání elektrochemického reaktoru - výpočet parazitního proudu
9. Ekonomické aspekty návrhu elektrochemického reaktoru
Poslední úprava: Bouzek Karel prof. Dr. Ing. (29.06.2018)
The subject is focused on the following topics:
1. Electrode reaction kinetics
2. Basics of the flow dynamics in an electrochemical cell
3. Mass transfer in the electrolyte solutions
Methods of experimental determination and estimation of mass transfer coefficient; methods of mass transfer intensification in the industrial electrolysers; separators in an electrochemical cell - types, function, mass transfer
description
4. Balance of voltage losses and calculation of electrochemical cell voltage
5. Primary, secondary and tertiary current density distribution - Laplace equation
Analytical solution of a Laplace equation for simple geometry; Laplace equation solution by means of conservative schemes; differential approximation in solution of the convective diffusion problem
6. Types of electrochemical reactors
7. Bipolar arrangement of an electrochemical reactor - evaluation of a parasitic current
8. Factors influencing selection of an electrochemical reactor
Vstupní požadavky -
Poslední úprava: Bouzek Karel prof. Dr. Ing. (29.06.2018)
nejsou
Poslední úprava: Sedlářová Ivona Ing. Ph.D. (26.06.2018)
none
Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Sedlářová Ivona Ing. Ph.D. (26.06.2018)
nejsou
Poslední úprava: Bouzek Karel prof. Dr. Ing. (29.06.2018)
none
Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: Bouzek Karel prof. Dr. Ing. (29.06.2018)
Podmínkou ukončení kurzu je vypracování 4 modelových příkladů a složení závěrečné zkoušky, která probíhá ústní formou v termínu stanoveném dohodou.
Poslední úprava: Bouzek Karel prof. Dr. Ing. (29.06.2018)
Completion and defence of 4 mathematical modeling tasks and subsequent oral exam
