chemical and smart

1. 1
Chương 1
Những khái niệm cơ bản về kỹ thuật
điện hóa
 Sản xuất hợp chất vô cơ, hữu cơ: PP hóa học,
PP điện hóa học
 PP điện hóa: các quá trình điện hóa xảy ra
trên điện cực. Điện cực là nơi thu, cấp năng
lượng, là nơi điều khiển tốc độ và quá trình
phản ứng

2. 2
Chương 1
 Môn KT điện hóa: trang bị kiến thức cơ bản
về cơ sở KT sản xuất điện hóa, tính toán vật
chất, năng lượng cho quá trình sản xuất, các
quá trình cung cấp và thu năng lượng: điện
phân, mạ điện, pin điện hóa, nguồn điện, ăn
mòn & bảo vệ kim loại.

3. 3
Chương 1
 Điện hóa và vấn đề chuyển đổi năng lượng
a) Chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng
của phản ứng hóa học
 Đã áp dụng hơn 100 năm
 Điện phân không thoát KL và điện phân thoát KL
 Điện phân không thoát KL:
 Tổng hợp vô cơ, hữu cơ: sản xuất xút-clo từ dd
NaCl, sx H2, O2 từ nước, sx clorat, PbO2, MnO2,
H2O2,… sản xuất nguyên liệu cho chất dẻo, thuốc
chữa bịnh, tinh dầu,…

4. 4
Chương 1
 Tổng hợp vô cơ, hữu cơ: để tăng năng lực sản xuất,
công suất thiết bị, cải thiện chất lượng sản phẩm: chất
liệu của điện cực, dạng hình học, xúc tác điện hóa,
màng có khả năng chọn lọc cao
Mật độ dòng điện cao, tuổi thọ nâng cao, năng
lượng tiêu thụ trên đơn vị sản phẩm giảm
 Điện phân thoát kim loại:
 Tinh chế kim loại, luyện kim màu
 Để nâng cao năng suất thiết bị, giảm tiêu hao điện:
chế độ điện phân, dòng chảy, kiểm soát nồng độ dd tự
động, giải quyết vấn đề môi trường

5. 5
Chương 1
 Mạ điện: tìm dd mới, nâng cao tốc độ mạ, tự động hóa quy
trình mạ, áp dụng phát minh mới
b) Chuyển dạng năng lượng khác thành năng lượng điện và
vấn đề dự trữ năng lượng
- Chuyển năng lượng hóa học thành điện: nguồn điện hóa
học cổ điển (pin MnO2-Zn hệ kiềm và hệ muối, ắc quy chì,
ắc quy kiềm)
- Pin lithium: Li-CuO, Li-CuS, Li-MnO2
- Ắc quy rắn với chất điện giải rắn dẫn proton: ắc quy Ni-Zn,
ắc quy Na-S

6. 6
Chương 1
- Pin nhiên liệu (fuel cell): hệ H2-O2 (PEMFC, polymer
electrolyte membrane fuel cell), hệ CH3OH-O2 (DMFC,
direct methanol fuel cell, hệ C2H5OH-O2 (DEFC, direct
ethanol fuel cell), hệ formic acid-O2 (DFAFC, direct formic
acid fuel cell)

7. 7
Chương 1
- Pin mặt trời (solar cell):

8. 8
Chương 1
 Điện hóa chất rắn
- Chất điện giải rắn: dẫn điện tử và lỗ, dẫn ion,…
- Áp dung: sensor, solid oxide fuel cell

9. 9
Chương 1
 Điện hóa và môi trường
- Xử lý chất thải: chuyển CN- thành CO2 và N2
- Thu hồi kim loại và tái sử dụng

10. 10
Chương 1
 Lý thuyết về phản ứng điện hóa
- Chất tham gia phản ứng không cần tiếp xúc nhau,
chỉ cần tiếp xúc điện cực (electrode).
- Vai trò của điện cực:
 Điện cực trơ: trao đổi electron, trao đổi năng
lượng, không tiêu hao về chất
 Điện cực tham gia phản ứng: bị tiêu hao
 Điện cực có thể là xúc tác, hấp phụ
 Điện cực có thể là nơi cung cấp, thu năng lượng,
nhận thông tin từ thiết bị phản ứng

11. 11
Chương 1
 Lý thuyết về phản ứng điện hóa
- Phản ứng điện hóa tuân theo các quy luật chung
về nhiệt động và động học của phản ứng hóa
học.
- Phản ứng điện hóa học:
Ox + ne Red
Điện tử trao đổi ở điện cực
1
2

12. 12
Chương 1
kOx, kRed: hằng số
tốc độ phản ứng
thuận và nghịch
F: số Faraday

13. 13
Chương 1
 Lý thuyết về phản ứng điện hóa
- Năng lượng hoạt hóa của pư điện hóa có thể thay đổi
khi bổ sung năng lượng bên ngoài qua điện cực
- G<0: pư tự xảy ra: nguồn điện hóa hoc, pin nhiên
liệu
- G>0: pư không tự xảy ra, muốn xảy ra phải cung
cấp năng lượng: điện phân

14. 14
Chương 1
 Mô hình tổng quát quá trình sản xuất điện
hóa
a) Các giai đoạn trên điện cực

15. 15
Chương 1

16. 16
Chương 1

17. 17
Chương 1
 Chiều 1 (cathode):
 Chiều 2 (anode):

18. 18
Chương 1

19. 19
Chương 1

20. 20
Chương 1

21. 21
Chương 1

22. 22
Chương 1
b) Sơ đồ mạch điện hóa và thiết bị phản ứng

23. 23
Chương 1
anode
cathode anode cathode

24. 24
c) Các phản ứng tổng quát trong mạch điện hóa
 Quá trình thu năng lượng

25. 25
Chương 1

26. 26
Chương 1
 Quá trình cung cấp năng lượng