Elektrochemia: wybrane zagadnienia z ćwiczeniami

Ostatnie ćwierć wieku to bardzo szybki rozwój elektrochemii we wszystkich jej obszarach. Nowoczesne elektrochemiczne źródła energii, nowe materiały, polimery przewodzące, nanomateriały, sensory i biosensory, rozwój technik pomiarowych, miniaturyzacja sprzętu wszystko to prowadzi do coraz szerszego zastosowania technologii związanych z elektrochemią we wszelkich dziedzinach życia i nauki. Wymaga to od nas ciągłego poszerzania wiedzy i zdobywania nowych umiejętności praktycznych. W związku z tym zagadnienia dotyczące elektrochemii i jej zastosowań są poważną częścią programów dydaktycznych współczesnych studiów chemicznych. Chcielibyśmy, aby ten podręcznik był naszym wkładem w doskonalenie procesu nauczania elektrochemii. Ma to być swego rodzaju przewodnik po wybranych zagadnieniach współczesnej elektrochemii. Z jednej strony chcemy przybliżyć teoretyczne podstawy wybranych zagadnień, tak, aby studenci w jednej publikacji dostali podstawowe informacje dotyczące wybranych zagadnień elektrochemicznych i metod pomiarowych. Z drugiej strony skrypt ma stanowić zbiór instrukcji do ćwiczeń eksperymentalnych wykonywanych w ramach Laboratorium z Elektrochemii.

Skrypt składa się z ośmiu rozdziałów,  w których opisano teoretyczne podstawy wybranych zagadnień elektrochemicznych. I tak rozdziały 1, 2 i 3 poświęcone zostały opisowi metod woltamperometrycznych: woltamperometrii liniowej, cyklicznej, metodom pulsowym oraz woltamperometrii strippingowej. W rozdziale 4 przedstawiono podstawowe definicje związane z korozją chemiczną i elektrochemiczną. Scharakteryzowane zostały metody badań korozji elektrochemicznej, w tym przyspieszone badania korozyjne, techniki stało- i zmiennoprądowe. Opisano sposób przeprowadzania pomiarów i możliwe sposoby interpretacji uzyskiwanych wyników. Przedstawione zostały również sposoby zapobiegania korozji takie, jak modyfikacja środowiska korozyjnego, ochrona elektrochemiczna, nakładanie powłok i zastosowanie inhibitorów. W rozdziale 5 opisano podstawy elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej. Rozdział 6 został poświęcony procesom elektropolimeryzacji i właściwościom polimerów przewodzących. W rozdziale 7 przedstawione zostały podstawy teoretyczne pracy ogniw fotowoltaicznych, zasady ich konstrukcji oraz charakterystyka prądowo-napięciowa i sprawność ogniw. W rozdziale 8 autorzy opisali budowę i działanie wodorowych ogniw paliwowych. Omówione zostały zasady budowy, pracy, sposoby przeprowadzania elektrochemicznej charakterystyki i właściwości oraz zastosowanie ogniw paliwowych z membraną wymiany protonów, alkalicznych ogniw paliwowych, ogniw paliwowych z kwasem fosforowym, ogniw paliwowych ze stałym elektrolitem tlenkowym oraz ogniw paliwowych ze stopionym węglanem.

We współczesnym świecie, język angielski stał się podstawowym narzędziem komunikacji dla naukowców, dlatego każdy rozdział opisujący zagadnienia teoretyczne (od 1 do 8) został zakończony słowniczkiem angielsko-polskim zawierającym specjalistyczne angielskie określenia i zwroty dotyczące tematyki opisanej w danym rozdziale. Autorzy mają nadzieję, że ułatwi to czytelnikom pracę z podręcznikami i innymi publikacjami w języku angielskim.

Drugą część skryptu stanowi rozdział 9, w którym zebrane zostały szczegółowe instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych tematycznie bezpośrednio związanych z treściami przedstawionymi w rozdziałach 1-8. Zakończenie skryptu to rozdział 10 poświęcony oprogramowaniu pomiarowemu używanemu na Laboratorium z Elektrochemii, oraz spis literatury.