Kinetika elektrokemijskih reakcija

završni rad

• Autor: Luka Matić
• Mentor: Nikola Bregović (mentor)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Kemijski odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2021-04-28, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Kemija

Sažetak

Elektrokemija predstavlja jedno od najaktivnijh područja istraživanja u 21. stoljeću. Razvoj novih i poboljšanje postojećih tehnologija za dobivanje i pohranjivanje električne energije su ključni koraci u tranziciji prema korištenju obnovljivih izvora energije. Velike zapreke razvoju tih tehnologija su kinetičke prirode.
U ovom radu dani su teorijski modeli koji opisuju kinetiku elektrokemijskih reakcija. Obrađene su osnove kinetike homogenih sustava, teorija prijelaznog stanja te osnove elektrodnih reakcija, a zatim je proučen Butler-Volmerov model elektrodne kinetike. Navedeni model predstavlja jedan od najrelevantnijih pristupa teorijskom opisu kinetike elektrokemijsih reakcija. Postavljene su relacije koje opisuju kinetiku jednoelektronskih procesa u jednom koraku te implikacije modela na daljnja istraživanja, a zatim su prikazani primjeri korištenja i limitacije Butler-Volmerovog modela. Obrađeni su i odabrani mehanizmi u više koraka. Osim Butler-Volmerovog modela ukratko je obrađena Marcusova teorija prijenosa naboja. Marcusova je teorija jedna od prvih mikroskopskih teorija prijenosa naboja i otvorila je vrata istraživanjima mehanizama elektrodnih reakcija. Mikroskopske teorije prijenosa naboja omogućuju predviđanje ovisnosti brzine reakcije o mikroskopskim svojstvima tvari uključenih u elektrokemijsku reakciju, poput strukture elektrolita, otapala te sastava elektrode.
Butler-Volmerov model omogućava jednostavno uspoređivanje i procjenu uporabljivosti razvijenih tehnologija te ukazuje na eventualne nedostatke postojećih elektrokemijskih rješenja. Marcusova teorija je jedna od prvih teorija koja otvara mogućnost sistematskog istraživanja i razvoja boljih tehnoloških rješenja zbog mogućnosti predviđanja kinetičkih svojstava sustava na temelju poznatih mikroskopskih parametara. Iskorištavanje prednosti oba pristupa je najbrži način za postizanje široke primjenjivosti elektrokemijskih tehnologija kao ključnih faktora ekološkog napretka.

• Ključne riječi: kinetika; elektrokemijske reakcije
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:425929
• Studijski program: Naziv: Kemija; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: preddiplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni/a prvostupnik/prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) kemije (univ. bacc. chem.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2021-05-05 11:00:30