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35829 - ELECTROCATÁLISIS; MATERIALES ELECTROCATALÍTICOS Y APLICACIÓN EN PROCESOS ELECTROQUÍMICOS (2017-18)

Datos generales  

Código: 35829
Profesor/a responsable:
FELIU MARTINEZ, JUAN MIGUEL
Crdts. ECTS: 3,00
Créditos teóricos: 0,80
Créditos prácticos: 0,40
Carga no presencial: 1,80

Departamentos con docencia

Estudios en los que se imparte



Competencias y objetivos

Contexto de la asignatura para el curso 2017-18

Esta asignatura forma parte del grupo de asignaturas optativas del módulo de Materiales Electroquímicos dentro del Master Ciencia de Materiales.  También se oferta como optativa dentro del Master Electroquímica, Ciencia y Tecnología. Esta asignatura se encuadra en el segundo semestre (3 créditos).

La asignatura sentará las bases para comprender los parámetros que afectan la velocidad de una reacción electroquímica y las estrategias para optimizarla. Se tratarán desde los aspectos fisico químicos fundamentales hasta las aplicaciones industriales reales. Se aprovecharán los conocimientos en Química de Superficies introducidos en el modulo fundamental para comprender los fenómenos de adsorción y reactividad heterogénea, reactividad electroquímica y técnicas de caracterización superficial. Estos conceptos son reforzados en la asignatura Electroquímica de superficies.

 A continuación la asignatura presentará síntesis electroquímicas desarrolladas en base a estos conceptos, especialmente la síntesis cloro-sosa, como un ejemplo académico de escalado de conceptos fundamentales a nivel de aplicación.  Dichos conceptos se afianzan con otras síntesis electroquímicas a menor escala, aprovechado para mostrar al alumno todas las posibilidades de aplicación existentes en el mercado actual.  Se prestará especial atención a los sistemas de acumulación de energía, donde se destacará tantos los aspectos cinéticos como termodinámicos de un sistema electroquímico desde un punto de vista aplicado.

 

 

Competencias de la asignatura (verificadas por ANECA en grados y másteres oficiales)

MÁSTER UNIVERSITARIO EN CIENCIA DE MATERIALES

 

Competencias específicas:>>de especialización

  • CEE15 : Conocer los principios de la química de polímeros conductores, métodos de síntesis, propiedades y aplicaciones.
  • CEE18 : Conocer los materiales y tecnologías en pilas de combustible, supercondensadores y sensores electroquímicos.
  • CEE19 : Conocer la cristalografía, nomenclatura y termodinámica de las superficies.
  • CEE20 : Conocer los procesos fotoelectroquímicos que se dan en semiconductores.
  • CEE21 : Conocer el fenómeno de la Electrocatálisis y los materiales en los que se produce y sus aplicaciones.
  • CEE22 : Conocer los fundamentos y las aplicaciones de técnicas basadas en las espectroscopías vibracionales in situ.
  • CEE23 : Conocer el fenómeno de la corrosión y los fundamentos de la tecnología para prevenirla.

 

MÁSTER UNIVERSITARIO EN ELECTROQUÍMICA. CIENCIA Y TECNOLOGíA

 

Competencias Generales del Título (CG)

  • CG1 : Adquiere habilidades de investigación, siendo capaz de concebir, diseñar, llevar a la práctica y adoptar un proceso sustancial de investigación con seriedad académica.
  • CG2 : Desarrolla inquietud por la excelencia.
  • CG5 : Comprende la sistemática de los principios, fundamentos y aplicaciones de la Electroquímica.
  • CG6 : Conoce las posibilidades tecnológicas y científicas que la Electroquímica tiene en distintos campos.
  • CG7 : Domina las metodologías teóricas y experimentales empleadas en la investigación Electroquímica.
  • CG8 : Tiene destreza en la aplicación de diferentes metodologías en la resolución de problemas cualitativos y cuantitativos.
  • CG9 : Utiliza con destreza la bibliografía científica y las bases de patentes.

 

Competencias Transversales

  • CT1 : Posee habilidades relacionadas con las herramientas informáticas y con las tecnologías de la información y la comunicación, así como en el acceso a bases de datos en línea, como puede ser bibliografía científica, bases de patentes y de legislación.
  • CT2 : Posee habilidades de comunicación oral y escrita en castellano. Es capaz de elaborar y defender proyectos.

 

Competencia exclusiva de la asignatura

Sin datos

Resultados de aprendizaje (Objetivos formativos)

Los derivados del contenido de cada asignatura y los relacionados con las competencias de especialización indicadas y con las competencias generales y básicas del título.

Objetivos específicos indicados por el profesorado para el curso 2017-18



Conocer el concepto de electrocatálisis. Entender la relación entre electrocatálisis y la interacción de reactivos e intermedios con la superficie electródica. Descubrir la influencia de la estructura electródica superficial sobre la reactividad electroquímica. Comprender el funcionamiento de electrodos bimetálicos y los distintos modos de electrocatálisis. Comprender conceptos clave en electrocatálisis a partir del estudio de reacciones modelo, tales como: formación y oxidación de hidrógeno, formación y reducción de oxígeno y oxidación de pequeñas moléculas orgánicas. Conocer algunos ejemplos de bioelectrocatálisis.

Conocer las diferentes aplicaciones industriales de la Electroquímica. Comprobar la importancia de la electrocatálisis en el desarrollo de los procesos industriales. Comprender los diferentes procesos sintéticos (orgánicos e inorgánicos). Identificar conceptos fundamentales de tratamientos superficiales, depósitos y películas anódicas.  Conocer cuidadosamente del comportamiento de membranas de intercambio iónico y la aplicación de diferentes tecnologías electroquímicas a la resolución de problemas medioambientales. Identificar los procesos electroquímicos que se encuentran aplicados en el sector industrial y las posibilidades de suscita la Electroquímica.


Contenidos y bibliografía

Contenidos para el curso 2017-18

1.- Fenómeno electrocatalítico como hecho relacionado con la estructura superficial y composición de la superficie del electrodo. Definición de electrocatálisis.

1.1.- Definición de electrocatálisis. Reacciones de esfera interna y esfera externa. Parámetros fenomenológicos que describen la velocidad de una reacción electroquímica. Efectos electrónicos en electrocatálisis. Adsorción. Curvas volcán.

1.2.-Estructura superficial y electrocatálisis. Composición superficial y electrocatálisis. Electrodos bimetálicos. Efectos electrónicos.

2.- Estudio químico-físico de procesos electrocatalíticos tales como oxidación/reducción de hidrógeno, oxidación de moléculas orgánicas de tipo C1 y C2 susceptibles de ser empleadas en pilas de combustible

2.1.-Repaso de electroquímica superficial. Influencia de la doble capa sobre la velocidad de una reacción electroquímica

2.2.-Formación y oxidación de hidrógeno. Formación y reducción de oxígeno.

2.3.-Oxidación de combustibles orgánicos de baja masa molar. Electroquímica de los compuestos nitrogenados. Quiralidad y electrocatálisis

2.4.-Catalizadores dispersados. Nanopartículas. Caracterización.


3.- Funcionamiento de los electrodos formados por óxidos superficiales resaltando su impacto industrial.  Uso de estos catalizadores en procesos electroquímicos de interés industrial tales como síntesis (cloro/sosa).

3.1.-Generalidades.

3.2.- Procesos de alto tonelaje de producción: síntesis cloro-sosa

3.3.- Procesos de alto tonelaje de producción: producción de metales.

3.4.-Procesos con bajo tonelaje de producción: síntesis de agentes oxidantes.

3.5.- Procesos con bajo tonelaje de producción: síntesis de agentes reductores

3.6.- Procesos con bajo tonelaje de producción: óxidos de metales

3.7.- Procesos con bajo tonelaje de producción: electrolisis del agua.


4.-Partes fundamentales de un reactor electroquímico.

4.1.- Generalidades.

4.2.- Cátodos.

4.3.- Ánodos.

4.4.- Membranas

4.5.- Distribuidores

4.6.- Consideraciones de diseño

4.7.- Reactores electroquímicos comerciales.


5.-Presentación y discusión de algunos ejemplos de procesos electroquímicos de aplicación industrial.

5.1.-Acabado de superficies, (procesos de depósito. Condiciones electroquímicas, electrorefinado, anodizado de aluminio, pintado electroforético).

5.2.- Generación y acumulación de energia (pilas primarias, secundarias, acumuladores y pilas de combustible)

5.3.- Síntesis orgánica (síntesis de cisteína y derivados)

 

Enlaces relacionados

Sin datos

 

Bibliografía

Un primer curso de ingeniería electroquímica
Autor(es): WALSH, Frank C.
Edición: Sant Vicent del Raspeig : Club Universitario, 2000;
ISBN: 84-95015-52-8
Categoría: Sin especificar

A first course in electrochemical engineering
Autor(es): WALSH, Frank C.
Edición: Hants : Electrochemical Consultancy, 1993;
ISBN: 0-9517307-1-1
Categoría: Sin especificar

Un primer curso de procesos electródicos
Autor(es): PLETCHER, Derek
Edición: Alicante : Club Universitario, 1998;
ISBN: 84-95015-04-8
Categoría: Sin especificar

Fuel cell catalysis : a surface science approach
Autor(es): KOPER, Marc (ed. lit)
Edición: Hoboken, N.J. : John Wiley & Sons, 2009;
ISBN: 978-0-470-13116-9
Categoría: Sin especificar

Industrial electrochemistry
Autor(es): Pletcher, Derek
Edición: London : Blackie Academic & Professional, 1990;
ISBN: 0-7514-0148-X
Categoría: Sin especificar

Encyclopedia of electrochemistry
Autor(es): BARD, Allen J. [et al.] (ed. lit)
Edición: Weinheim : Wiley-VCH, 2002-2007;
ISBN: 3-527-30250-6 (o.c.)
Categoría: Sin especificar

Surface electrochemistry : a molecular level approach
Autor(es): BOCKRIS, John O`M. ; KHAN, Shahed U.M.
Edición: New York : Plenum Press, 1993;
ISBN: 0-306-44298-1
Categoría: Sin especificar

Evaluación

Instrumentos y criterios de evaluación 2017-18



La evaluación de las competencias se realiza en gran medida de forma continua a través de la valoración por parte del profesor de las distintas actividades propuestas a los alumnos (cuestiones, exposiciones, trabajo en laboratorio, informes, etc.). La evaluación continua supondrá un 70 % de la nota final y el resto corresponderá al examen final.

Todas las actividades de evaluación y el examen final son recuperables en la segunda convocatoria.

Los trabajos teórico/prácticos realizados han de ser originales. La detección de copia o plagio en cualquier prueba de evaluación supondrá la calificación de "0" en la prueba correspondiente. Se informará a la dirección de Departamento y del centro sobre esta incidencia. La reiteración en la conducta, en esta u otra asignatura, conllevará la notificación al vicerrectorado correspondiente de las faltas cometidas para que estudien el caso y sancionen según la legislación vigente

Descripción Criterio Tipo Ponderación
Resolución de problemas

Resolución de problemas y cuestiones propuestos

 ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN DURANTE EL SEMESTRE 35
Trabajo bibliográfico

Elaboración y presentación de un trabajo bibliográfico sobre un tema propuesto por el profesor o discusión crítica de un trabajo de investigación

 ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN DURANTE EL SEMESTRE 35
Prueba teórico práctica escrita

Examen escrito que contemplará todos los contenidos de la asignatura

 EXAMEN FINAL 30

 

Fechas de pruebas de evaluación oficiales para el curso 2017-18

Sin datos

 

 



Profesorado

FELIU MARTINEZ, JUAN MIGUEL
Profesor/a responsable

  • CLASE TEÓRICA: Grupos:
    • 1
  • PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER: Grupos:
    • P1

INIESTA VALCARCEL, JESUS

  • CLASE TEÓRICA: Grupos:
    • 1
  • PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER: Grupos:
    • P1

 

Grupos

CLASE TEÓRICA

Grupo Semestre Turno Idioma Matriculados
Gr. 1 (CLASE TEÓRICA) : 1 2S Todo el día CAS 2


PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER

Grupo Semestre Turno Idioma Matriculados
Gr. P1 (PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER) : P1 2S Todo el día CAS 2




Horarios

CLASE TEÓRICA

Grupo Fecha inicio Fecha fin Día Hora inicio Hora fin Aula
1 27/02/2018 27/02/2018 MAR 18:30 19:30 0041PB034  
1 05/03/2018 05/03/2018 LUN 17:30 19:30 0041PB034  
1 06/03/2018 06/03/2018 MAR 17:30 19:30 0041PB034  
1 12/03/2018 12/03/2018 LUN 17:30 19:30 0041PB034  
1 13/03/2018 13/03/2018 MAR 17:30 18:30 0041PB034  
1 20/03/2018 20/03/2018 MAR 17:30 19:30 0041PB034  
1 26/03/2018 26/03/2018 LUN 17:30 19:30 0041PB034  
1 27/03/2018 27/03/2018 MAR 17:30 19:30 0041PB034  
1 16/04/2018 16/04/2018 LUN 17:30 19:30 0041PB034  
1 23/04/2018 23/04/2018 LUN 17:30 19:30 0041PB034  
1 07/05/2018 07/05/2018 LUN 17:30 19:30 0041PB034  

PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER

Grupo Fecha inicio Fecha fin Día Hora inicio Hora fin Aula
P1 26/02/2018 26/02/2018 LUN 17:30 19:30 0041PB034  
P1 27/02/2018 27/02/2018 MAR 17:30 18:30 0041PB034  
P1 13/03/2018 13/03/2018 MAR 18:30 19:30 0041PB034  
P1 10/04/2018 10/04/2018 MAR 17:30 19:30 0041PB034  
P1 17/04/2018 17/04/2018 MAR 17:30 19:30 0041PB034  
P1 24/04/2018 24/04/2018 MAR 17:30 19:30 0041PB034