Учебные программы дисциплин

Шифр специальности
02.00.05 Электрохимия

Формула специальности

Электрохимия – раздел химической науки, изучающий термодинамические и транспортные свойства конденсированных ионных систем и процессы на границах раздела фаз с участием заряженных частиц. К конденсированным ионным системам относятся растворы и расплавы электролитов, твердые электролиты, химические системы в сверхкритическом состоянии. В круг объектов исследования электрохимии входят:

-     границы раздела между разными ионными системами, в том числе образованные ионными системами и разделяющими их мембранами;

-     границы раздела между указанными ионными системами и металлами, полупроводниками или диэлектриками (электродными материалами);

-     материалы (фазы) переменного состава, образование которых индуцировано процессами на заряженных межфазных границах Электрохимия изучает ионные системы, электродные материалы, границы раздела фаз и процессы на этих границах как в состоянии равновесия, так и в динамических условиях при прохождении постоянного и/или переменного токов.

Теоретическую основу электрохимии составляют теория электролитов, теория двойного электрического слоя и теория элементарного акта переноса электрона. Электрохимия использует теоретические методы математической и квантовой химии с учетом специфики поведения систем, содержащих заряженные частицы и заряженные границы раздела фаз, аппарат теоретической электродинамики и электростатики, методы статистической физики, химической термодинамики и кинетики.

Области исследований

1.  Термодинамические и транспортные свойства ионных систем, электрон- или ионпроводящих полимеров, интеркаляционных соединений; гомогенные химические реакции с переносом заряда.

2.  Структура заряженных межфазных границ. Теория двойного электрического слоя. Динамика процессов на межфазных границах (макрокинетика электродных процессов, кинетика адсорбционных и хемосорбционных процессов, теория переноса электрона и ионов через границу раздела фаз, электрохимическая интеркаляция). Электрокатализ.

3.  Механистические и молекулярные аспекты многостадийных электродных процессов с участием неорганических, металлорганических и органических веществ; синтетические приложения.

4.  Электрохимическая генерация, передача и хранение энергии; оптимизация электролитов, электродных материалов, сепараторов и мембран.

5.  Равновесные и динамические явления на полупроводниковых электродах, в сенсибилизированных наноразмерных системах и наногетерогенных композициях. Фотоэлектрохимические процессы и устройства.

6.  Электрохимические аспекты коррозии и защиты от коррозии; пассивность; теория и приложение процессов образования и растворения фаз (электроосаждение, электрополировка, электрохимическое формообразование, микро- и наноструктурирование).

7.  Фундаментальные и прикладные аспекты процессов, составляющих основу электрохимических производств.

8.  Теория, исследование и моделирование химических источников тока и топливных элементов, суперконденсаторов, электрохромных систем, электрохимических сенсоров, электролизеров, электродиализаторов и др. устройств и реакторов.

9.  Редокс-процессы с участием компонентов биологических систем; электрохимия биомембран и их моделей; электрохимические биосенсоры; приложения электрохимических методов в биологии и медицине.

10. Микро- и наноэлектрохимия, электрохимическая нанотехнология. Электросинтез функционального назначения.

11.  Теоретические основы электрохимических, электроаналитических и комбинированных методов.

Отрасль наук
технические науки; химические науки; физико-математические науки

Программа дисциплины (модуля)
Процессы переноса электрона в химических системах

Программа дисциплины (модуля)
Конденсированные ионные системы

Программа дисциплины (модуля)
Кинетика процессов на заряженных межфазных границах

Программа дисциплины (модуля)
История электрохимии