Elektrokemijske tehnologije u zaštiti okoliša

Kod

Nositelj/i predmeta

Suradnici

Status predmeta

Ciljevi predmeta

Studenti će se upoznati s elektrokemijskim sustavom i reakcijskim prostorom, te mehanizmom i kinetikom elektrodnih procesa koji imaju značajnu ulogu u inženjerstvu materijala, zaštiti materijala od korozije, procesima elektroorganske i anorganske sinteze i suvremenim elektrokemijskim tehnologijama u zaštiti okoliša.

Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije potrebne za predmet

Očekivani ishodi učenja na razini predmeta (4-10 ishoda učenja)

Nakon položenog ispita od studenta se očekuje da zna:
- optimizirati i dizajnirati elektrokemijski reaktor,
- objasniti elektrokemijske aspekte zaštite okoliša,
- prednosti i ograničenja elektrokemijskih tehnologija u zaštiti okoliša,
- objasniti elektrokemijske procese obrade otpadnih voda i organskog otpada,
- objasniti elektrokemijske procese pročišćavanja plinova te sanacije tla,
- primijeniti elektrokemijske senzore u inženjerstvu okoliša.

Sadržaj predmeta detaljno razrađen prema satnici nastave

1. tjedan: Uvod. Elektrokemijski sustav i reakcijski prostor. Granična površina faza.
2. tjedan: Mehanizam i kinetika elektrodnih procesa.
3. tjedan: Optimizacija i dizajniranje elektrokemijskih reaktora. Kontrola elektrokemijskih procesa.
4. tjedan: Elektrokemijske tehnologije u zaštiti okoliša– prednosti i ograničenja. Ekonomska analiza.
5. tjedan: Elektrokemijski procesi obrade otpadnih voda i organskog otpada. Anodni procesi. Izbor anodnog materijala. Dimenzijski stabilne anode. Direktna elektrokemijska oksidacija toksičnih organskih spojeva (razgradnja do CO2) i anorganskih spojeva (cijanida i tiocijanata).
6. tjedan:Indirektna elektrokemijska oksidacija (IEO) toksičnih organskih spojeva. Mehanizam IEO. Formiranje oksidirajućeg sredstva. Elektro-Fentonov proces.
7. tjedan: Anodno uklanjanje pesticida. Uklanjanje nečistoća iz višekomponentnih organskih smjesa. Pregled odabranih procesa. Katodni procesi. Odabir katodnih materijala.
8. tjedan: Katodna redukcija iona teških metala. Direktna elektrokemijska redukcija perklorata, nitrata, kromata. Katodno dekloriranje organskog otpada.
9. tjedan: Provjera znanja (I. kolokvij). Membranski elektrokemijski procesi: Elektrodijaliza. Razlaganje soli.
10. tjedan: Elektrokemijski procesi pročišćavanja plinova. Elektroda za direktne i indirektne procese pročišćavanja plinova. Uklanjanje CO2, NOX, SO2, H2S. Razvoj novih procesa istovremenog uklanjanja različitih plinova iz smjese.
11. tjedan: Elektrokemijska sanacija tla. Uklanjanje ionskih onečišćenja. Elektrokinetičko uklanjanje organskih spojeva. Ekonomska analiza i prednosti elektrokemijskih postupaka sanacije tla.
12. tjedan: Elektrokemijski senzori u inženjerstvu okoliša. Unaprjeđenje elektrokemijskih procesa i proizvoda.
13. tjedan: Elektrokemijski izvori struje za čišću električnu energiju.
14. tjedan: Fotoelektrokemijske metode uklanjanja organskih, anorganskih i mikrobioloških onečišćenja iz vode.
15. tjedan: Provjera znanja (II. kolokvij).
Vježbe: Napon razlaganja elektrolita. Elektrogravimetrijska analiza. Elektrorafinacija srebra. Izravna elektrokemijska oksidacija fenolnih spojeva. Elektro-Fentonov proces za uklanjanje organskih spojeva. Izravna elektrokemijska redukcija nitrata. Katodna redukcija iona teških metala.Indirektna redukcija perklorata.

Vrste izvođenja nastave:

Obveze studenata

Prisustvovanje predavanjima u iznosu od 80 % ukupne satnice, laboratorijske vježbe 100 %.