วิศวกรรมเคมีไฟฟ้า
3(3-0-9)
เงื่อนไข: โดยความเห็นชอบของสาขาวิชา
หลักการพื้นฐานของกระบวนการเคมีไฟฟ้า อุณหพลศาสตร์ และสมบัติทางสมดุลของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ปรากฏการณ์ทางจลนพลศาสตร์ไฟฟ้า (โซนไฟฟ้าสองชั้น แบบจำลองจลนพลศาสตร์ของขั้วไฟฟ้า จลนพลศาสตร์ของกระบวนการกัดกร่อน) กระบวนการถ่ายเทในระบบอิเล็กโทรไลต์ (สภาพนำไฟฟ้าของสารละลาย การแพร่และการเคลื่อนย้ายในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ กลไกการถ่ายเทประจุในสารละลาย) แบบจำลองและการจำลองกระบวนการทางเคมีไฟฟ้า การประยุกต์ความรู้ทางเคมีไฟฟ้าในการเก็บรักษาและการเปลี่ยนรูปพลังงาน และกระบวนการแยกด้วยไฟฟ้า เป็นต้น
เค้าโครงรายวิชา
1. แนวคิดพื้นฐานทางเคมีไฟฟ้า (4 ชั่วโมง)
– กระแสไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้า
– สภาพการนำไฟฟ้าของอิออน
2. อุณหพลศาสตร์ (6 ชั่วโมง)
– อุณหพลศาสตร์ของเซลล์ไฟฟ้าและสมดุล
– สมการของเนินส์
– ผลของอุณหภูมิและความดัน
3. สมบัติทางสภาพสมดุล (4 ชั่วโมง)
– สารละลายอิเล็กโทรไลต์และโพลีอิเล็กโทรไลต์
– ลักษณะของสารละลาย
– ปฏิสัมพันธ์ระหว่างประจุ
– กรดและเบส
4. ปรากฏการณ์ทางจลนพลศาสตร์ไฟฟ้า (4 ชั่วโมง)
– โซนไฟฟ้าสองชั้น
– แบบจำลองทางจลนพลศาสตร์ขั้นไฟฟ้า
– จลนศาสตร์ของกระบวนการกัดกร่อน
5. กระบวนการถ่ายโอนในกระบวนการเคมีไฟฟ้า (6 ชั่วโมง)
– สภาพนำไฟฟ้าในสารละลายอิเล็กโทรไลต์
– การแพร่และการเคลื่อนย้ายในสารละลายอิเล็กโทรไลต์
– กลไกการถ่ายเทของอิออน
6. แบบจำลองและการจำลองกระบวนการทางเคมีไฟฟ้า (6 ชั่วโมง)
7. การประยุกต์ใช้งาน (4 ชั่วโมง)
– การเก็บและเปลี่ยนรูปพลังงาน
– กระบวนการแยกสลายด้วยไฟฟ้า
8. วิศวกรรมเคมีไฟฟ้าและสิ่งแวดล้อม (2 ชั่วโมง)
ผลสัมฤทธิ์การเรียนรู้
นักศึกษาสามารถออกแบบกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าสำหรับ การกั๊กเก็บพลังงานและการเปลี่ยนรูปพลังงาน เคมีสะอาด และการบำบัดสิ่งแวดล้อม นักศึกษาสามารถสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลข ประมวลผล และวิเคราะห์ผลของกระบวนทางเคมีไฟฟ้า
Electrochemical Engineering
Condition: Consent of the School
Basic principles of electrochemical processes. Thermodynamics and equilibrium properties of electrolytes. Electrokinetic phenomena : electrical double layer, electrode kinetics models, kinetics of corrosion processes. Transport processes in electrolyte systems : electrical conductivity in electrolytes, diffusion and migration in electrolyte solutions, mechanisms of ionic transport in solutions. Modeling and simulation of electrochemical processes. Applications of electrochemical engineering. Electrochemical engineering and environment
Course Outline
1. Basic concepts of electrochemical processes (4 hours)
– Current and voltage efficiency
– Ion conduction
2. Thermodynamics (6 hours)
– Cell thermodynamics and equilibrium
– Nernst equation
– Temperature and pressure effects
3. Equilibrium Properties (4 hours)
– Electrolytes and polyelectrolytes
– Structure of solutions
– Interionic interactions
– Acid and base solution
4. Electrokinetic phenomena (4 hours)
– Electrical double layer
– Electrode kinetics models
– Kinetics of corrosion processes
5. Transport processes in electrochemical processes (6 hours)
– Electrical conductivity in electrolytes
– Diffusion and migration in solutions
– Mechanisms of ionic transport
6. Modeling and simulation of electrochemical processes (6 hours)
7. Applications of electrochemical engineering (4 hours)
– Energy storage and conversion
– Electrolytic separation processes
8. Electrochemical engineering and environmental (2 hours)
Learning Outcomes
Students can design electrochemical processes for energy storage and tranformation, green chemistry products, and environmental treatment, model and simulate the electrochemical processes and analyze the results.