C7040 Elektrochemie

Přírodovědecká fakulta
podzim 2026
Rozsah
1/0. 1 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Jan Hrbáč, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Jan Hrbáč, Ph.D.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Po 11:00–11:50 C14/207
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Anotace

Předmět navazuje na předchozí kurz Základy elektrochemie a jeho cílem je doplnit, rozšířit a prohloubit znalosti studentů v oblasti elektrochemických dějů a metod. Důraz je kladen na hlubší pochopení mechanismů probíhajících na rozhraní elektroda–elektrolyt, kinetiku elektrodových procesů a transport látek v elektrochemických systémech. Studenti se seznámí s pokročilými elektrochemickými metodami, principy elektrochemických měření a jejich interpretací.


Součástí kurzu je také přehled moderních aplikací elektrochemie v různých oblastech vědy a techniky, například v energetice (palivové články, baterie), materiálových vědách, analytické chemii, ochraně proti korozi či v oblasti senzorů a mikro- a nanotechnologií. Kurz tak poskytuje jak teoretický základ, tak širší kontext současného využití elektrochemie v praxi a výzkumu.

Výstupy z učení

Po absolvování předmětu student:

  1. Získá hlubší přehled o elektrochemických měřeních a instrumentaci.
  2. Získá podrobnější pohled na mechanismy elektrodových dějů a procesy na fázových rozhraních.
  3. Prohloubí znalosti o procesech přenosu náboje a látkového transportu v elektrochemii.
  4. Seznámí se s elektrochemií modifikovaných povrchů, nanomateriálů a funkčních materiálů.
  5. Získá přehled o bioelektrochemických, fotoelektrochemických a energetických aplikacích elektrochemie.
Klíčová témata

1.       Instrumentace elektrochemie. Potenciostat a jeho elektronika. Galvanostat. Elektrochemické cely, elektrodové materiály


2.       Nabité fázové rozhraní. Vnější, vnitřní a povrchový potenciál, elektrodová dvojvrstva, nefaradayické děje, potenciál na rozhraní nemísitelných elektrolytů (ITIES)


3.       Cyklická voltametrie – metoda studia mechanismů elektrodových dějů. Reverzibilita, chemické reakce sdružené s elektrodovým dějem.


4.       Elektrodové děje řízené přenosem náboje – odvození Butler-Volmerovy rovnice, Tafelova rovnice, Marcusova teorie


5.       Elektrodové děje řízené látkovým přenosem – Nernstova-Planckova rovnice, difúze, migrace, konvekce


6.       Elektrochemie látek ukotvených na elektrodových površích - adsorpční děje, grafting, elektropolymerace a vodivé polymery


7.       Elektrodepozice – nukleace, růst, underpotential deposition.


8.       Chemicky modifikované elektrody – elektrokatalytické a permselektivní vrstvy, samoskladné monovrstvy, nanomateriály, „antifouling“ materiály


9.       Elektrochemie v nevodných prostředích. Mikroelektrody, mikroelektrodová pole


10.   Fotoelektrochemie.  Palivové články a redox flow baterie


11.   Elektrochemická impedanční spektroskopie


12.   Bioelektrochemie. Elektrochemie nukleových kyselin, proteinů, redox aktivních enzymů, biosenzory, elektromikrobiologie

Studijní zdroje a literatura
    doporučená literatura
  • BARD, Allen J. a Larry R. FAULKNER. Electrochemical methods : fundamentals and applications. 2nd ed. New York: John Wiley & Sons, 2001, xxi, 833. ISBN 0471043729. info
  • IZUTSU, Kosuke. Electrochemistry in nonaqueous solutions. Weinheim: Wiley-VCH, 2002, xiv, 346. ISBN 3527305165. info
  • Electrochemical biosensors. Edited by Serge Cosnier. Boca Raton: CRC Press, 2013, 1 online. ISBN 9789814411462. URL info
Přístupy, postupy a metody používané ve výuce
Přednáška
Způsob ověření výstupů z učení a požadavky na ukončení
Závěrečný test a ústní zkouška.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2026/C7040