Conoscenze di base di chimica e fisica

Il corso intende fornire agli studenti conoscenze che riguardano aspetti termodinamici e cinetici relativi a sistemi complessi e superfici, a batterie e sistemi elettrochimici di accumulo e a processi di corrosione ed elettrodeposizione. Ampia parte del corso verrà dedicata ad esperienze di laboratorio con l’esecuzione di prove descritte durante le lezioni frontali, l’individuazione dei parametri di prova e l’analisi dei risultati.

Conoscenza e comprensione.

Gli studenti acquisiranno le competenze per analizzare gli aspetti chimico-fisici di sistemi termodinamici complessi. Inoltre, acquisiranno dimestichezza con l’impiego di tecniche elettrochimiche e spettroelettrochimiche per la caratterizzazione di materiali metallici impiegati in batterie e sistemi elettrochimici di accumulo e di materiali metallici coinvolti in processi di corrosione ed elettrodeposizione.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Le competenze acquisite permetteranno agli studenti di identificare le tecniche elettrochimiche e spettroelettrochimiche opportune per caratterizzare materiali metallici impiegati in batterie o coinvolti in problemi di corrosione.

Autonomia di giudizio.

Al termine del corso, gli studenti acquisiranno le adeguate capacità per raccogliere, organizzare ed analizzare i dati sperimentali ottenuti con gli strumenti impiegati ed a formulare giudizi autonomi.

Abilità comunicative.

Gli studenti saranno in grado di comunicare, anche attraverso relazioni, le tecniche impiegate ed i risultati delle analisi effettuate.

Capacità di apprendimento.

Al termine del corso, ci si aspetta che gli studenti abbiano sviluppato le adeguate conoscenze e competenze nel campo della chimica fisica applicata alla caratterizzazione di materiali metallici impiegati in batterie e sistemi elettrochimici di accumulo e di materiali metallici coinvolti in processi di corrosione ed elettrodeposizione. Tali competenze e conoscenze saranno utili al prosieguo del loro percorso di studi magistrali nell’area Industriale con un elevato grado di autonomia.

Lezioni frontali, esercitazioni numeriche e di laboratorio.

L’esame finale consiste in una prova scritta sulle nozioni teoriche e pratiche, relative agli argomenti trattati durante le lezioni frontali e durante le attività di laboratorio.

Orario di ricevimento:

lunedì 11.30-12.30;

mercoledì 12.30-13.30;

altri giorni per appuntamento fissato tramite e-mail o al termine delle lezioni.

- Termodinamica dei sistemi complessi e delle superfici. Teoria ed esercitazioni di laboratorio relative agli equilibri termodinamici di interesse per l'ingegneria. Teoria ed esercitazione di laboratorio sulla tensione superficiale.

- Cenni di cinetica chimica. Teoria ed esercitazioni numeriche e di laboratorio di cinetica e di reattoristica chimica.

- Chimica fisica dei sistemi elettrochimici. Teoria ed esercitazioni di laboratorio su misure potenziostatiche, potenziodinamiche, galvanostatiche, galvanodinamiche. Teoria ed esercitazioni di laboratorio di spettroscopia applicata all'elettrochimica.

- Batterie e sistemi di accumulo. Principi di funzionamento di una batteria. Componenti di celle e batterie. Realizzazione pratica di una pila. Esercitazioni numeriche e di laboratorio su batterie primarie e batterie ricaricabili, celle a combustibile e supercapacitori.

- Aspetti chimico-fisici e cinetici dei processi di corrosione ed elettrodeposizione. Esercitazioni numeriche e di laboratorio relative ad aspetti stechiometrici, termodinamici e cinetici dei processi di corrosione ed elettrodeposizione

R.T. Dehoff - Thermodynamics in Material Science

F.R. Foulkes - Physical Chemistry for Engineering and Applied Science

S. Carrà, M. Morbidelli - Chimica Fisica Applicata

P.W. Atkins – Chimica Fisica

Materiale didattico fornito dal docente