Claudio MELE
Professore II Fascia (Associato)
Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/23: CHIMICA FISICA APPLICATA.
Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione
Edificio La Stecca - S.P. 6, Lecce - Monteroni - LECCE (LE)
Ufficio, Piano 1°
Telefono +39 0832 29 7269
Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione
Edificio La Stecca - S.P. 6, Lecce - Monteroni - LECCE (LE)
Laboratorio di Elettrochimica Applicata, Piano terra
Telefono +39 0832 29 7372
Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione
Edificio La Stecca - S.P. 6, Lecce - Monteroni - LECCE (LE)
Laboratorio di Spettroelettrochimica, Piano terra
Telefono +39 0832 29 7290
Professore II Fascia (Associato)
Chimica Fisica Applicata
Electrochemical Technologies
Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione
Edificio La Stecca - S.P. 6, Lecce - Monteroni - LECCE (LE)
Ufficio, Piano 1°
Telefono +39 0832 29 7269
Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione
Edificio La Stecca - S.P. 6, Lecce - Monteroni - LECCE (LE)
Laboratorio di Elettrochimica Applicata, Piano terra
Telefono +39 0832 29 7372
Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione
Edificio La Stecca - S.P. 6, Lecce - Monteroni - LECCE (LE)
Laboratorio di Spettroelettrochimica, Piano terra
Telefono +39 0832 29 7290
Professore II Fascia (Associato)
Chimica Fisica Applicata
Electrochemical Technologies
Lunedì dalle ore 11.30 alle ore 12.30.
Mercoledì dalle ore 12.30 alle ore 13.30.
Altri giorni, fissando un appuntamento a fine lezione o per e-mail.
Curriculum Vitae
Professore Associato di Chimica Fisica Applicata. Laurea in Ingegneria dei Materiali e Dottorato di Ricerca in Ingegneria dei Materiali presso l'Università di Lecce. Nel 2007 Premio per Dottori di Ricerca "Fondazione Oronzio e Niccolò De Nora" della Divisione di Elettrochimica della Società Chimica Italiana per la tesi di dottorato dal titolo: "In situ spectroelectrochemical investigations of metal and alloy electrodeposition and corrosion processes". Nel 2011 Premio Johnson Matthey Silver Metal dell'Institute of Metal Finishing (UK).
Attualmente docente dei corsi di "Electrochemical technologies" e di "Laboratorio di chimica fisica applicata" presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università del Salento.
L'attività di ricerca è rivolta prevalentemente alla preparazione elettrochimica, allo studio mediante tecniche elettrochimiche e spettroelettrochimiche ed alla caratterizzazione cinetica, strutturale, composizionale, ottica, meccanica e corrosionistica di leghe, ossidi e compositi elettrodeposti. Sono state particolarmente approfondite le seguenti tematiche: (a) elettrodeposizione di metalli per l'elettronica; (b) fabbricazione e caratterizzazione funzionale di materiali per l'energetica: celle a combustibile (PEMFC e SOFC), supercapacitori e batterie metallo-aria; (c) fabbricazione e caratterizzazione funzionale di biomateriali metallici. I risultati dell'attività svolta sono illustrati in oltre 100 articoli pubblicati su riviste internazionali.
Didattica
A.A. 2023/2024
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES
Degree course MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
Course type Laurea Magistrale
Language INGLESE
Credits 9.0
Teaching hours Ore totali di attività frontale: 81.0
Year taught 2023/2024
For matriculated on 2023/2024
Course year 1
Structure DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE
Subject matter Percorso comune
Location Lecce
LABORATORIO DI CHIMICA FISICA APPLICATA
Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE
Tipo corso di studio Laurea
Lingua ITALIANO
Crediti 6.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0
Anno accademico di erogazione 2023/2024
Per immatricolati nel 2021/2022
Anno di corso 3
Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE
Percorso Curriculum materiali
Sede Lecce
A.A. 2022/2023
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES
Degree course MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
Course type Laurea Magistrale
Language INGLESE
Credits 9.0
Teaching hours Ore totali di attività frontale: 81.0
Year taught 2022/2023
For matriculated on 2022/2023
Course year 1
Structure DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE
Subject matter PERCORSO COMUNE
Location Lecce
LABORATORIO DI CHIMICA FISICA APPLICATA
Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE
Tipo corso di studio Laurea
Lingua ITALIANO
Crediti 6.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0
Anno accademico di erogazione 2022/2023
Per immatricolati nel 2020/2021
Anno di corso 3
Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE
Percorso Curriculum materiali
Sede Lecce
A.A. 2021/2022
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES
Degree course MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
Course type Laurea Magistrale
Language INGLESE
Credits 9.0
Teaching hours Ore totali di attività frontale: 81.0
Year taught 2021/2022
For matriculated on 2021/2022
Course year 1
Structure DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE
Subject matter PERCORSO COMUNE
Location Lecce
LABORATORIO DI CHIMICA E FISICA APPLICATA
Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE
Tipo corso di studio Laurea
Lingua ITALIANO
Crediti 6.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0
Anno accademico di erogazione 2021/2022
Per immatricolati nel 2019/2020
Anno di corso 3
Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE
Percorso Curriculum materiali
Sede Lecce
A.A. 2020/2021
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES
Degree course MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
Course type Laurea Magistrale
Language INGLESE
Credits 9.0
Teaching hours Ore totali di attività frontale: 81.0
Year taught 2020/2021
For matriculated on 2020/2021
Course year 1
Structure DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE
Subject matter PERCORSO COMUNE
Location Lecce
LABORATORIO DI CHIMICA E FISICA APPLICATA
Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE
Tipo corso di studio Laurea
Lingua ITALIANO
Crediti 6.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0
Anno accademico di erogazione 2020/2021
Per immatricolati nel 2018/2019
Anno di corso 3
Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE
Percorso Curriculum materiali
Sede Lecce
A.A. 2019/2020
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES
Degree course MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
Course type Laurea Magistrale
Language INGLESE
Credits 9.0
Teaching hours Ore totali di attività frontale: 81.0
Year taught 2019/2020
For matriculated on 2019/2020
Course year 1
Structure DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE
Subject matter PERCORSO COMUNE
Location Lecce
LABORATORIO DI CHIMICA FISICA APPLICATA C.I
Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE
Tipo corso di studio Laurea
Lingua ITALIANO
Crediti 6.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0
Anno accademico di erogazione 2019/2020
Per immatricolati nel 2017/2018
Anno di corso 3
Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE
Percorso Curriculum materiali
A.A. 2018/2019
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES
Degree course MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
Course type Laurea Magistrale
Language INGLESE
Credits 9.0
Teaching hours Ore totali di attività frontale: 81.0
Year taught 2018/2019
For matriculated on 2018/2019
Course year 1
Structure DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE
Subject matter PERCORSO COMUNE
Location Lecce
TECNOLOGIE ELETTROCHIMICHE
Corso di laurea INGEGNERIA BIOMEDICA
Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/23
Tipo corso di studio Laurea Magistrale
Crediti 6.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0
Per immatricolati nel 2023/2024
Anno accademico di erogazione 2024/2025
Anno di corso 2
Semestre Primo Semestre (dal 16/09/2024 al 20/12/2024)
Lingua ITALIANO
Percorso INGEGNERIA TISSUTALE (A228)
Sede Lecce
TECNOLOGIE ELETTROCHIMICHE (ING-IND/23)
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES
Degree course MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
Subject area ING-IND/23
Course type Laurea Magistrale
Credits 9.0
Teaching hours Ore totali di attività frontale: 81.0
For matriculated on 2023/2024
Year taught 2023/2024
Course year 1
Semestre Secondo Semestre (dal 04/03/2024 al 14/06/2024)
Language INGLESE
Subject matter Percorso comune (999)
Location Lecce
Prerequisite
Basic knowledge of calculus, physics and chemistry.
Contents
The course is focused on the fundamentals of electrochemistry and its technological applications, including corrosion, industrial electrochemical processes and electrochemical energy conversion and storage systems.
Learning outcomes
Knowledge and understanding
The aim of the course is to provide students with the fundamentals of electrochemistry and its technological applications, including corrosion, industrial electrochemical processes and electrochemical energy conversion and storage systems.
Applying knowledge and understanding
After the course, the students should:
- have acquired the skills necessary to address the broad theme of electrochemical technologies, discussing in particular the most important variables, both from a thermodynamic and kinetic point of view;
- have understood the mechanisms of charge transfer and be able to describe the structure of the electrochemical interface;
- have acquired the basic tools for understanding the corrosion of metallic materials in the different environments in which they can be used;
- be able to discuss the electrochemical processes applied to industrial production;
- have understood the electrochemical devices for electrochemical energy conversion and storage systems.
Making judgements
The course provides the ability to critically address electrochemical, corrosion and energy conversion and storage problems.
Communication
The course promotes the ability of the students to expose to experts their acquired scientific knowledge in precise and formal terms and to non-specialists by using elementary concepts.
Learning skills
Students are encouraged to acquire the critical skills to deal with typical theoretical and practical electrochemical problems. They should be able to expose their acquired knowledge summarizing notions from books and slides.
Teaching Methods
The course consists of frontal lessons using slides made available to students and classroom exercises. The frontal lessons are aimed at improving students' knowledge through the presentation of theories, models and methods. Numerical and practical exercises are aimed at a better understanding of the theory.
Examination
In the final exam (oral) the topics presented during the lectures will be addressed; the results obtained during the laboratory exercises will be discussed with the possibility to solve simple numerical exercises.
Office hours
Monday, 11.30-12.30;
Wednesday, 12.30-13.30;
other days, by appointment fixed by e-mail or at the end of the class.
Course Content
1. Fundamentals of electrochemistry (6 hours)
Fundamentals of electrochemistry. Ions, electrolytes and quantisation of the electrical charge. The nature of electrode reactions. Transition from electronic to ionic conductivity in an electrochemical cell.
2. The electrode-solution interface (6 hours)
The electrode-solution interface. The electrical double layer. Electrolysis cells and Galvanic cells.
3. Electrochemical thermodynamics (9 hours)
Electrochemical thermodynamics. Complex thermodynamic systems. Equilibrium in thermodynamic Systems. Thermodinamical potentials. Chemical work. Chemical potential. Unary and multicomponent, homogeneous and heterogeneous systems. Nonreacting and reacting systems. Conditions for equilibrium. Thermodinamics of surfaces. Surface tension. The equilibrium shape of crystals. Adsorption at surfaces. Electrode potential and thermodynamics. Electrochemical potential. Electrocapillary equation.
4. Electrochemical kinetics (9 hours)
Electrochemical kinetics. Kinetics aspects of the corrosion. Overpotential. Activation, concentration and ohmic overpotentials. Butler-Volmer equation. Tafel equation. Limit current. Mass transfer and current distribution in electrochemical systems. Transport in electrolytic solutions. Primary and secondary current distribution.
5. Corrosion (9 hours)
Fundamentals aspects of corrosion of metallic materials. Uniform and localized corrosion. Faraday laws. Electrochemical mechanism of the corrosion. Anodic and cathodic reactions. Thermodynamics aspects of the corrosion. Nernst equation. Stability diagram for water. Applications of the Nernst Equation. Cell potentials and concentrations. Concentration cells. Pourbaix Diagrams. Corrosion, passivation and immunity regions. Passivation and passivity of metals. Active-passive metals. Principles of galvanic corrosion. Evans Diagrams. Corrosion prevention and protection methods.
6. Industrial electrochemical processes. (6 hours)
Electrodeposition, electroforming, electrorefining.
7. Electrochemical energy conversion and storage systems (6 hours)
Electrochemical energy conversion and storage systems. Primary and secondary batteries. Electrochemical reactions. Storage capacity. Energy density. Power density. Fuel cells. Electrochemical supercapacitors.
8. Techniques for the study of electrochemical interfaces (6 hours)
Electrochemical methods for the study of the electrode/electrolyte interface. Quasi-stationary methods. Two electrode and three electrode systems.
Numerical exercises
9. Corrosion (6 hours)
10. Electrochemical energy conversion and storage systems (6 hours)
Laboratory exercises
11. Electrochemical techniques (6 hours)
Electrochemical techniques. The potentiostat. Current-potential curves. Quasi-stationary methods. Cyclic voltammetry.
12. Spectroelectrochemical techniques (6 hours)
Spectroelectrochemical techniques. Infrared spectroscopy. Raman spectroscopy. Spectroellipsometry
Textbooks
[1] C.H. Hamann, A. Hamnett, V. Vielstich - Electrochemistry
[2] V. S. Bagotsky - Fundamentals of Electrochemistry
[3] A.J. Bard, L.R. Faulkner - Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications
[4] P. Pedeferri - Corrosione e protezione dei materiali metallici
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES (ING-IND/23)
LABORATORIO DI CHIMICA FISICA APPLICATA
Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE
Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/23
Tipo corso di studio Laurea
Crediti 6.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0
Per immatricolati nel 2021/2022
Anno accademico di erogazione 2023/2024
Anno di corso 3
Semestre Secondo Semestre (dal 04/03/2024 al 14/06/2024)
Lingua ITALIANO
Percorso Curriculum materiali (A92)
Sede Lecce
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 nella discussione di una presentazione e di una relazione preparate dallo studente, relative all'approfondimento di un argomento trattato durante l’attività di laboratorio e/o durante le lezioni frontali.
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
LABORATORIO DI CHIMICA FISICA APPLICATA (ING-IND/23)
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES
Degree course MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
Subject area ING-IND/23
Course type Laurea Magistrale
Credits 9.0
Teaching hours Ore totali di attività frontale: 81.0
For matriculated on 2022/2023
Year taught 2022/2023
Course year 1
Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2023 al 09/06/2023)
Language INGLESE
Subject matter PERCORSO COMUNE (999)
Location Lecce
Prerequisite
Basic knowledge of calculus, physics and chemistry.
Contents
The course is focused on the fundamentals of electrochemistry and its technological applications, including corrosion, industrial electrochemical processes and electrochemical energy conversion and storage systems.
Learning outcomes
Knowledge and understanding
The aim of the course is to provide students with the fundamentals of electrochemistry and its technological applications, including corrosion, industrial electrochemical processes and electrochemical energy conversion and storage systems.
Applying knowledge and understanding
After the course, the students should:
- have acquired the skills necessary to address the broad theme of electrochemical technologies, discussing in particular the most important variables, both from a thermodynamic and kinetic point of view;
- have understood the mechanisms of charge transfer and be able to describe the structure of the electrochemical interface;
- have acquired the basic tools for understanding the corrosion of metallic materials in the different environments in which they can be used;
- be able to discuss the electrochemical processes applied to industrial production;
- have understood the electrochemical devices for electrochemical energy conversion and storage systems.
Making judgements
The course provides the ability to critically address electrochemical, corrosion and energy conversion and storage problems.
Communication
The course promotes the ability of the students to expose to experts their acquired scientific knowledge in precise and formal terms and to non-specialists by using elementary concepts.
Learning skills
Students are encouraged to acquire the critical skills to deal with typical theoretical and practical electrochemical problems. They should be able to expose their acquired knowledge summarizing notions from books and slides.
Teaching Methods
The course consists of frontal lessons using slides made available to students and classroom exercises. The frontal lessons are aimed at improving students' knowledge through the presentation of theories, models and methods. Numerical and practical exercises are aimed at a better understanding of the theory.
Examination
In the final exam (oral) the topics presented during the lectures will be addressed; the results obtained during the laboratory exercises will be discussed with the possibility to solve simple numerical exercises.
Office hours
Monday, 11.30-12.30;
Wednesday, 12.30-13.30;
other days, by appointment fixed by e-mail or at the end of the class.
Course Content
1. Fundamentals of electrochemistry (6 hours)
Fundamentals of electrochemistry. Ions, electrolytes and quantisation of the electrical charge. The nature of electrode reactions. Transition from electronic to ionic conductivity in an electrochemical cell.
2. The electrode-solution interface (6 hours)
The electrode-solution interface. The electrical double layer. Electrolysis cells and Galvanic cells.
3. Electrochemical thermodynamics (9 hours)
Electrochemical thermodynamics. Complex thermodynamic systems. Equilibrium in thermodynamic Systems. Thermodinamical potentials. Chemical work. Chemical potential. Unary and multicomponent, homogeneous and heterogeneous systems. Nonreacting and reacting systems. Conditions for equilibrium. Thermodinamics of surfaces. Surface tension. The equilibrium shape of crystals. Adsorption at surfaces. Electrode potential and thermodynamics. Electrochemical potential. Electrocapillary equation.
4. Electrochemical kinetics (9 hours)
Electrochemical kinetics. Kinetics aspects of the corrosion. Overpotential. Activation, concentration and ohmic overpotentials. Butler-Volmer equation. Tafel equation. Limit current. Mass transfer and current distribution in electrochemical systems. Transport in electrolytic solutions. Primary and secondary current distribution.
5. Corrosion (9 hours)
Fundamentals aspects of corrosion of metallic materials. Uniform and localized corrosion. Faraday laws. Electrochemical mechanism of the corrosion. Anodic and cathodic reactions. Thermodynamics aspects of the corrosion. Nernst equation. Stability diagram for water. Applications of the Nernst Equation. Cell potentials and concentrations. Concentration cells. Pourbaix Diagrams. Corrosion, passivation and immunity regions. Passivation and passivity of metals. Active-passive metals. Principles of galvanic corrosion. Evans Diagrams. Corrosion prevention and protection methods.
6. Industrial electrochemical processes. (6 hours)
Electrodeposition, electroforming, electrorefining.
7. Electrochemical energy conversion and storage systems (6 hours)
Electrochemical energy conversion and storage systems. Primary and secondary batteries. Electrochemical reactions. Storage capacity. Energy density. Power density. Fuel cells. Electrochemical supercapacitors.
8. Techniques for the study of electrochemical interfaces (6 hours)
Electrochemical methods for the study of the electrode/electrolyte interface. Quasi-stationary methods. Two electrode and three electrode systems.
Numerical exercises
9. Corrosion (6 hours)
10. Electrochemical energy conversion and storage systems (6 hours)
Laboratory exercises
11. Electrochemical techniques (6 hours)
Electrochemical techniques. The potentiostat. Current-potential curves. Quasi-stationary methods. Cyclic voltammetry.
12. Spectroelectrochemical techniques (6 hours)
Spectroelectrochemical techniques. Infrared spectroscopy. Raman spectroscopy. Spectroellipsometry
Textbooks
[1] C.H. Hamann, A. Hamnett, V. Vielstich - Electrochemistry
[2] V. S. Bagotsky - Fundamentals of Electrochemistry
[3] A.J. Bard, L.R. Faulkner - Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications
[4] P. Pedeferri - Corrosione e protezione dei materiali metallici
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES (ING-IND/23)
LABORATORIO DI CHIMICA FISICA APPLICATA
Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE
Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/23
Tipo corso di studio Laurea
Crediti 6.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0
Per immatricolati nel 2020/2021
Anno accademico di erogazione 2022/2023
Anno di corso 3
Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2023 al 09/06/2023)
Lingua ITALIANO
Percorso Curriculum materiali (A92)
Sede Lecce
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 nella discussione di una presentazione e di una relazione preparate dallo studente, relative all'approfondimento di un argomento trattato durante l’attività di laboratorio e/o durante le lezioni frontali.
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
LABORATORIO DI CHIMICA FISICA APPLICATA (ING-IND/23)
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES
Degree course MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
Subject area ING-IND/23
Course type Laurea Magistrale
Credits 9.0
Teaching hours Ore totali di attività frontale: 81.0
For matriculated on 2021/2022
Year taught 2021/2022
Course year 1
Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2022 al 10/06/2022)
Language INGLESE
Subject matter PERCORSO COMUNE (999)
Location Lecce
Prerequisite
Basic knowledge of calculus, physics and chemistry.
Contents
The course is focused on the fundamentals of electrochemistry and its technological applications, including corrosion, industrial electrochemical processes and electrochemical energy conversion and storage systems.
Learning outcomes
Knowledge and understanding
The aim of the course is to provide students with the fundamentals of electrochemistry and its technological applications, including corrosion, industrial electrochemical processes and electrochemical energy conversion and storage systems.
Applying knowledge and understanding
After the course, the students should:
- have acquired the skills necessary to address the broad theme of electrochemical technologies, discussing in particular the most important variables, both from a thermodynamic and kinetic point of view;
- have understood the mechanisms of charge transfer and be able to describe the structure of the electrochemical interface;
- have acquired the basic tools for understanding the corrosion of metallic materials in the different environments in which they can be used;
- be able to discuss the electrochemical processes applied to industrial production;
- have understood the electrochemical devices for electrochemical energy conversion and storage systems.
Making judgements
The course provides the ability to critically address electrochemical, corrosion and energy conversion and storage problems.
Communication
The course promotes the ability of the students to expose to experts their acquired scientific knowledge in precise and formal terms and to non-specialists by using elementary concepts.
Learning skills
Students are encouraged to acquire the critical skills to deal with typical theoretical and practical electrochemical problems. They should be able to expose their acquired knowledge summarizing notions from books and slides.
Teaching Methods
The course consists of frontal lessons using slides made available to students and classroom exercises. The frontal lessons are aimed at improving students' knowledge through the presentation of theories, models and methods. Numerical and practical exercises are aimed at a better understanding of the theory.
Examination
In the final exam (oral) the topics presented during the lectures will be addressed; the results obtained during the laboratory exercises will be discussed with the possibility to solve simple numerical exercises.
Office hours
Wednesday, 11.30-13.30;
other days, by appointment fixed by e-mail or at the end of the class.
Course Content
1. Fundamentals of electrochemistry (6 hours)
Fundamentals of electrochemistry. Ions, electrolytes and quantisation of the electrical charge. The nature of electrode reactions. Transition from electronic to ionic conductivity in an electrochemical cell.
2. The electrode-solution interface (6 hours)
The electrode-solution interface. The electrical double layer. Electrolysis cells and Galvanic cells.
3. Electrochemical thermodynamics (9 hours)
Electrochemical thermodynamics. Complex thermodynamic systems. Equilibrium in thermodynamic Systems. Thermodinamical potentials. Chemical work. Chemical potential. Unary and multicomponent, homogeneous and heterogeneous systems. Nonreacting and reacting systems. Conditions for equilibrium. Thermodinamics of surfaces. Surface tension. The equilibrium shape of crystals. Adsorption at surfaces. Electrode potential and thermodynamics. Electrochemical potential. Electrocapillary equation.
4. Electrochemical kinetics (9 hours)
Electrochemical kinetics. Kinetics aspects of the corrosion. Overpotential. Activation, concentration and ohmic overpotentials. Butler-Volmer equation. Tafel equation. Limit current. Mass transfer and current distribution in electrochemical systems. Transport in electrolytic solutions. Primary and secondary current distribution.
5. Corrosion (9 hours)
Fundamentals aspects of corrosion of metallic materials. Uniform and localized corrosion. Faraday laws. Electrochemical mechanism of the corrosion. Anodic and cathodic reactions. Thermodynamics aspects of the corrosion. Nernst equation. Stability diagram for water. Applications of the Nernst Equation. Cell potentials and concentrations. Concentration cells. Pourbaix Diagrams. Corrosion, passivation and immunity regions. Passivation and passivity of metals. Active-passive metals. Principles of galvanic corrosion. Evans Diagrams. Corrosion prevention and protection methods.
6. Industrial electrochemical processes. (6 hours)
Electrodeposition, electroforming, electrorefining.
7. Electrochemical energy conversion and storage systems (6 hours)
Electrochemical energy conversion and storage systems. Primary and secondary batteries. Electrochemical reactions. Storage capacity. Energy density. Power density. Fuel cells. Electrochemical supercapacitors.
8. Techniques for the study of electrochemical interfaces (6 hours)
Electrochemical methods for the study of the electrode/electrolyte interface. Quasi-stationary methods. Two electrode and three electrode systems.
Numerical exercises
9. Corrosion (6 hours)
10. Electrochemical energy conversion and storage systems (6 hours)
Laboratory exercises
11. Electrochemical techniques (6 hours)
Electrochemical techniques. The potentiostat. Current-potential curves. Quasi-stationary methods. Cyclic voltammetry.
12. Spectroelectrochemical techniques (6 hours)
Spectroelectrochemical techniques. Infrared spectroscopy. Raman spectroscopy. Spectroellipsometry
Textbooks
[1] C.H. Hamann, A. Hamnett, V. Vielstich - Electrochemistry
[2] V. S. Bagotsky - Fundamentals of Electrochemistry
[3] A.J. Bard, L.R. Faulkner - Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications
[4] P. Pedeferri - Corrosione e protezione dei materiali metallici
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES (ING-IND/23)
LABORATORIO DI CHIMICA E FISICA APPLICATA
Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE
Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/23
Tipo corso di studio Laurea
Crediti 6.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0
Per immatricolati nel 2019/2020
Anno accademico di erogazione 2021/2022
Anno di corso 3
Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2022 al 10/06/2022)
Lingua ITALIANO
Percorso Curriculum materiali (A92)
Sede Lecce
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 orale consiste nella discussione di una relazione preparata dallo studente, relativa all'approfondimento di un argomento trattato durante l’attività di laboratorio e/o durante le lezioni frontali.
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
LABORATORIO DI CHIMICA E FISICA APPLICATA (ING-IND/23)
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES
Degree course MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
Subject area ING-IND/23
Course type Laurea Magistrale
Credits 9.0
Teaching hours Ore totali di attività frontale: 81.0
For matriculated on 2020/2021
Year taught 2020/2021
Course year 1
Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2021 al 11/06/2021)
Language INGLESE
Subject matter PERCORSO COMUNE (999)
Location Lecce
Prerequisite
Basic knowledge of calculus, physics and chemistry.
Contents
The course is focused on the fundamentals of electrochemistry and its technological applications, including corrosion, industrial electrochemical processes and electrochemical energy conversion and storage systems.
Learning outcomes
Knowledge and understanding
The aim of the course is to provide students with the fundamentals of electrochemistry and its technological applications, including corrosion, industrial electrochemical processes and electrochemical energy conversion and storage systems.
Applying knowledge and understanding
After the course, the students should:
- have acquired the skills necessary to address the broad theme of electrochemical technologies, discussing in particular the most important variables, both from a thermodynamic and kinetic point of view;
- have understood the mechanisms of charge transfer and be able to describe the structure of the electrochemical interface;
- have acquired the basic tools for understanding the corrosion of metallic materials in the different environments in which they can be used;
- be able to discuss the electrochemical processes applied to industrial production;
- have understood the electrochemical devices for electrochemical energy conversion and storage systems.
Making judgements
The course provides the ability to critically address electrochemical, corrosion and energy conversion and storage problems.
Communication
The course promotes the ability of the students to expose to experts their acquired scientific knowledge in precise and formal terms and to non-specialists by using elementary concepts.
Learning skills
Students are encouraged to acquire the critical skills to deal with typical theoretical and practical electrochemical problems. They should be able to expose their acquired knowledge summarizing notions from books and slides.
Teaching Methods
The course consists of frontal lessons using slides made available to students and classroom exercises. The frontal lessons are aimed at improving students' knowledge through the presentation of theories, models and methods. Numerical and practical exercises are aimed at a better understanding of the theory.
Examination
In the final exam (oral) the topics presented during the lectures will be addressed; the results obtained during the laboratory exercises will be discussed with the possibility to solve simple numerical exercises.
Office hours
Wednesday, 11.30-13.30;
other days, by appointment fixed by e-mail or at the end of the class.
Course Content
1. Fundamentals of electrochemistry (6 hours)
Fundamentals of electrochemistry. Ions, electrolytes and quantisation of the electrical charge. The nature of electrode reactions. Transition from electronic to ionic conductivity in an electrochemical cell.
2. The electrode-solution interface (6 hours)
The electrode-solution interface. The electrical double layer. Electrolysis cells and Galvanic cells.
3. Electrochemical thermodynamics (9 hours)
Electrochemical thermodynamics. Complex thermodynamic systems. Equilibrium in thermodynamic Systems. Thermodinamical potentials. Chemical work. Chemical potential. Unary and multicomponent, homogeneous and heterogeneous systems. Nonreacting and reacting systems. Conditions for equilibrium. Thermodinamics of surfaces. Surface tension. The equilibrium shape of crystals. Adsorption at surfaces. Electrode potential and thermodynamics. Electrochemical potential. Electrocapillary equation.
4. Electrochemical kinetics (9 hours)
Electrochemical kinetics. Kinetics aspects of the corrosion. Overpotential. Activation, concentration and ohmic overpotentials. Butler-Volmer equation. Tafel equation. Limit current. Mass transfer and current distribution in electrochemical systems. Transport in electrolytic solutions. Primary and secondary current distribution.
5. Corrosion (9 hours)
Fundamentals aspects of corrosion of metallic materials. Uniform and localized corrosion. Faraday laws. Electrochemical mechanism of the corrosion. Anodic and cathodic reactions. Thermodynamics aspects of the corrosion. Nernst equation. Stability diagram for water. Applications of the Nernst Equation. Cell potentials and concentrations. Concentration cells. Pourbaix Diagrams. Corrosion, passivation and immunity regions. Passivation and passivity of metals. Active-passive metals. Principles of galvanic corrosion. Evans Diagrams. Corrosion prevention and protection methods.
6. Industrial electrochemical processes. (6 hours)
Electrodeposition, electroforming, electrorefining.
7. Electrochemical energy conversion and storage systems (6 hours)
Electrochemical energy conversion and storage systems. Primary and secondary batteries. Electrochemical reactions. Storage capacity. Energy density. Power density. Fuel cells. Electrochemical supercapacitors.
8. Techniques for the study of electrochemical interfaces (6 hours)
Electrochemical methods for the study of the electrode/electrolyte interface. Quasi-stationary methods. Two electrode and three electrode systems.
Numerical exercises
9. Corrosion (6 hours)
10. Electrochemical energy conversion and storage systems (6 hours)
Laboratory exercises
11. Electrochemical techniques (6 hours)
Electrochemical techniques. The potentiostat. Current-potential curves. Quasi-stationary methods. Cyclic voltammetry.
12. Spectroelectrochemical techniques (6 hours)
Spectroelectrochemical techniques. Infrared spectroscopy. Raman spectroscopy. Spectroellipsometry
Textbooks
[1] C.H. Hamann, A. Hamnett, V. Vielstich - Electrochemistry
[2] V. S. Bagotsky - Fundamentals of Electrochemistry
[3] A.J. Bard, L.R. Faulkner - Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications
[4] P. Pedeferri - Corrosione e protezione dei materiali metallici
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES (ING-IND/23)
LABORATORIO DI CHIMICA E FISICA APPLICATA
Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE
Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/23
Tipo corso di studio Laurea
Crediti 6.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0
Per immatricolati nel 2018/2019
Anno accademico di erogazione 2020/2021
Anno di corso 3
Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2021 al 11/06/2021)
Lingua ITALIANO
Percorso Curriculum materiali (A92)
Sede Lecce
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 orale consiste nella discussione di una relazione preparata dallo studente, relativa all'approfondimento di un argomento trattato durante l’attività di laboratorio e/o durante le lezioni frontali.
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
LABORATORIO DI CHIMICA E FISICA APPLICATA (ING-IND/23)
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES
Degree course MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
Subject area ING-IND/23
Course type Laurea Magistrale
Credits 9.0
Teaching hours Ore totali di attività frontale: 81.0
For matriculated on 2019/2020
Year taught 2019/2020
Course year 1
Semestre Secondo Semestre (dal 02/03/2020 al 05/06/2020)
Language INGLESE
Subject matter PERCORSO COMUNE (999)
Location Lecce
Prerequisite
Basic knowledge of calculus, physics and chemistry.
Contents
The course is focused on the fundamentals of electrochemistry and its technological applications, including corrosion, industrial electrochemical processes and electrochemical energy conversion and storage systems.
Learning outcomes
Knowledge and understanding
The aim of the course is to provide students with the fundamentals of electrochemistry and its technological applications, including corrosion, industrial electrochemical processes and electrochemical energy conversion and storage systems.
Applying knowledge and understanding
After the course, the students should:
- have acquired the skills necessary to address the broad theme of electrochemical technologies, discussing in particular the most important variables, both from a thermodynamic and kinetic point of view;
- have understood the mechanisms of charge transfer and be able to describe the structure of the electrochemical interface;
- have acquired the basic tools for understanding the corrosion of metallic materials in the different environments in which they can be used;
- be able to discuss the electrochemical processes applied to industrial production;
- have understood the electrochemical devices for electrochemical energy conversion and storage systems.
Making judgements
The course provides the ability to critically address electrochemical, corrosion and energy conversion and storage problems.
Communication
The course promotes the ability of the students to expose to experts their acquired scientific knowledge in precise and formal terms and to non-specialists by using elementary concepts.
Learning skills
Students are encouraged to acquire the critical skills to deal with typical theoretical and practical electrochemical problems. They should be able to expose their acquired knowledge summarizing notions from books and slides.
Teaching Methods
The course consists of frontal lessons using slides made available to students and classroom exercises. The frontal lessons are aimed at improving students' knowledge through the presentation of theories, models and methods. Numerical and practical exercises are aimed at a better understanding of the theory.
Examination
In the final exam (oral) the topics presented during the lectures will be addressed; the results obtained during the laboratory exercises will be discussed with the possibility to solve simple numerical exercises.
Office hours
Wednesday, 11.30-13.30;
other days, by appointment fixed by e-mail or at the end of the class.
Course Content
1. Fundamentals of electrochemistry (6 hours)
Fundamentals of electrochemistry. Ions, electrolytes and quantisation of the electrical charge. The nature of electrode reactions. Transition from electronic to ionic conductivity in an electrochemical cell.
2. The electrode-solution interface (6 hours)
The electrode-solution interface. The electrical double layer. Electrolysis cells and Galvanic cells.
3. Electrochemical thermodynamics (9 hours)
Electrochemical thermodynamics. Complex thermodynamic systems. Equilibrium in thermodynamic Systems. Thermodinamical potentials. Chemical work. Chemical potential. Unary and multicomponent, homogeneous and heterogeneous systems. Nonreacting and reacting systems. Conditions for equilibrium. Thermodinamics of surfaces. Surface tension. The equilibrium shape of crystals. Adsorption at surfaces. Electrode potential and thermodynamics. Electrochemical potential. Electrocapillary equation.
4. Electrochemical kinetics (9 hours)
Electrochemical kinetics. Kinetics aspects of the corrosion. Overpotential. Activation, concentration and ohmic overpotentials. Butler-Volmer equation. Tafel equation. Limit current. Mass transfer and current distribution in electrochemical systems. Transport in electrolytic solutions. Primary and secondary current distribution.
5. Corrosion (9 hours)
Fundamentals aspects of corrosion of metallic materials. Uniform and localized corrosion. Faraday laws. Electrochemical mechanism of the corrosion. Anodic and cathodic reactions. Thermodynamics aspects of the corrosion. Nernst equation. Stability diagram for water. Applications of the Nernst Equation. Cell potentials and concentrations. Concentration cells. Pourbaix Diagrams. Corrosion, passivation and immunity regions. Passivation and passivity of metals. Active-passive metals. Principles of galvanic corrosion. Evans Diagrams. Corrosion prevention and protection methods.
6. Industrial electrochemical processes. (6 hours)
Electrodeposition, electroforming, electrorefining.
7. Electrochemical energy conversion and storage systems (6 hours)
Electrochemical energy conversion and storage systems. Primary and secondary batteries. Electrochemical reactions. Storage capacity. Energy density. Power density. Fuel cells. Electrochemical supercapacitors.
8. Techniques for the study of electrochemical interfaces (6 hours)
Electrochemical methods for the study of the electrode/electrolyte interface. Quasi-stationary methods. Two electrode and three electrode systems.
Numerical exercises
9. Corrosion (6 hours)
10. Electrochemical energy conversion and storage systems (6 hours)
Laboratory exercises
11. Electrochemical techniques (6 hours)
Electrochemical techniques. The potentiostat. Current-potential curves. Quasi-stationary methods. Cyclic voltammetry.
12. Spectroelectrochemical techniques (6 hours)
Spectroelectrochemical techniques. Infrared spectroscopy. Raman spectroscopy. Spectroellipsometry
Textbooks
[1] C.H. Hamann, A. Hamnett, V. Vielstich - Electrochemistry
[2] V. S. Bagotsky - Fundamentals of Electrochemistry
[3] R.T. Dehoff - Thermodynamics in Materials Science
[4] P. Pedeferri - Corrosione e protezione dei materiali metallici
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES (ING-IND/23)
LABORATORIO DI CHIMICA FISICA APPLICATA C.I
Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE
Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/23
Tipo corso di studio Laurea
Crediti 6.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0
Per immatricolati nel 2017/2018
Anno accademico di erogazione 2019/2020
Anno di corso 3
Lingua ITALIANO
Percorso Curriculum materiali (A92)
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 orale consiste nella discussione di una relazione preparata dallo studente, relativa all'approfondimento di un argomento trattato durante l’attività di laboratorio e/o durante le lezioni frontali.
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
S. Carrà, M. Morbidelli - Chimica Fisica Applicata
P.W. Atkins – Chimica Fisica
Materiale didattico fornito dal docente
LABORATORIO DI CHIMICA FISICA APPLICATA C.I (ING-IND/23)
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES
Degree course MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
Subject area ING-IND/23
Course type Laurea Magistrale
Credits 9.0
Teaching hours Ore totali di attività frontale: 81.0
For matriculated on 2018/2019
Year taught 2018/2019
Course year 1
Semestre Secondo Semestre (dal 04/03/2019 al 04/06/2019)
Language INGLESE
Subject matter PERCORSO COMUNE (999)
Location Lecce
Prerequisite
Basic knowledge of calculus, physics and chemistry.
Contents
The course is focused on the fundamentals of electrochemistry and its technological applications, including corrosion, industrial electrochemical processes and electrochemical energy conversion and storage systems.
Learning outcomes
Knowledge and understanding
The aim of the course is to provide students with the fundamentals of electrochemistry and its technological applications, including systems for conversion and storage of corrosion, industrial electrochemical processes and electrochemistry.
Applying knowledge and understanding
After the course, the students should:
- have acquired the skills necessary to address the broad theme of electrochemical technologies, discussing in particular the most important variables, both from a thermodynamic and kinetic point of view;
- have understood the mechanisms of charge transfer and be able to describe the structure of the electrochemical interface;
- have acquired the basic tools for understanding the corrosion of metallic materials in the different environments in which they can be used;
- be able to discuss the electrochemical processes applied to industrial production;
- have understood the electrochemical devices for electrochemical energy conversion and storage systems.
Making judgements
The course provides the ability to critically address electrochemical, corrosion and energy conversion and storage problems.
Communication
The course promotes the ability of the students to expose to experts their acquired scientific knowledge in precise and formal terms and to non-specialists by using elementary concepts.
Learning skills
Students are encouraged to acquire the critical skills to deal with typical theoretical and practical electrochemical problems. They should be able to expose their acquired knowledge summarizing notions from books and slides.
Teaching Methods
The course consists of frontal lessons using slides made available to students and classroom exercises. The frontal lessons are aimed at improving students' knowledge through the presentation of theories, models and methods. Numerical and practical exercises are aimed at a better understanding of the theory.
Examination
In the final exam (oral) the topics presented during the lectures will be addressed; the results obtained during the laboratory exercises will be discussed with the possibility to solve simple numerical exercises.
Office hours
Wednesday, 11.30-13.30;
other days, by appointment fixed by e-mail or at the end of the class.
Course Content
1. Fundamentals of electrochemistry (6 hours)
Fundamentals of electrochemistry. Ions, electrolytes and quantisation of the electrical charge. The nature of electrode reactions. Transition from electronic to ionic conductivity in an electrochemical cell.
2. The electrode-solution interface (5 hours)
The electrode-solution interface. The electrical double layer. Electrolysis cells and Galvanic cells.
3. Electrochemical thermodynamics (9 hours)
Electrochemical thermodynamics. Complex thermodynamic systems. Equilibrium in thermodynamic Systems. Thermodinamical potentials. Chemical work. Chemical potential. Unary and multicomponent, homogeneous and heterogeneous systems. Nonreacting and reacting systems. Conditions for equilibrium. Thermodinamics of surfaces. Surface tension. The equilibrium shape of crystals. Adsorption at surfaces. Electrode potential and thermodynamics. Electrochemical potential. Electrocapillary equation.
4. Electrochemical kinetics (9 hours)
Electrochemical kinetics. Kinetics aspects of the corrosion. Overpotential. Activation, concentration and ohmic overpotentials. Butler-Volmer equation. Tafel equation. Limit current. Mass transfer and current distribution in electrochemical systems. Transport in electrolytic solutions. Primary and secondary current distribution.
5. Corrosion (9 hours)
Fundamentals aspects of corrosion of metallic materials. Uniform and localized corrosion. Faraday laws. Electrochemical mechanism of the corrosion. Anodic and cathodic reactions. Thermodynamics aspects of the corrosion. Nernst equation. Stability diagram for water. Applications of the Nernst Equation. Cell potentials and concentrations. Concentration cells. Pourbaix Diagrams. Corrosion, passivation and immunity regions. Passivation and passivity of metals. Active-passive metals. Principles of galvanic corrosion. Evans Diagrams. Corrosion prevention and protection methods.
6. Industrial electrochemical processes. (6 hours)
Electrodeposition, electroforming, electrorefining.
7. Electrochemical energy conversion and storage systems (6 hours)
Electrochemical energy conversion and storage systems. Primary and secondary batteries. Electrochemical reactions. Storage capacity. Energy density. Power density. Fuel cells. Electrochemical supercapacitors.
8. Techniques for the study of electrochemical interfaces (6 hours)
Electrochemical methods for the study of the electrode/electrolyte interface. Quasi-stationary methods. Two electrode and three electrode systems.
Numerical excercises
9. Corrosion (6 hours)
10. Electrochemical energy conversion and storage systems (7 hours)
Laboratory exercises
11. Electrochemical techniques (6 hours)
Electrochemical techniques. The potentiostat. Current-potential curves. Quasi-stationary methods. Cyclic voltammetry.
12. Spectroelectrochemical techniques (6 hours)
Spectroelectrochemical techniques. Infrared spectroscopy. Raman spectroscopy. Spectroellipsometry
Textbooks
[1] C.H. Hamann, A. Hamnett, V. Vielstich - Electrochemistry
[2] V. S. Bagotsky - Fundamentals of Electrochemistry
[3] R.T. Dehoff - Thermodynamics in Materials Science
[4] P. Pedeferri - Corrosione e protezione dei materiali metallici
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES (ING-IND/23)
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES
Degree course MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
Subject area ING-IND/23
Course type Laurea Magistrale
Credits 9.0
Teaching hours Ore totali di attività frontale: 0.0
For matriculated on 2017/2018
Year taught 2017/2018
Course year 1
Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2018 al 01/06/2018)
Language INGLESE
Subject matter PERCORSO COMUNE (999)
Location Lecce
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES (ING-IND/23)
CHIMICA FISICA APPLICATA
Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE
Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/23
Tipo corso di studio Laurea
Crediti 6.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 0.0
Per immatricolati nel 2014/2015
Anno accademico di erogazione 2016/2017
Anno di corso 3
Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2017 al 02/06/2017)
Lingua
Percorso PERCORSO COMUNE (999)
Sede Lecce - Università degli Studi
CHIMICA FISICA APPLICATA (ING-IND/23)
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES
Degree course MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
Subject area ING-IND/23
Course type Laurea Magistrale
Credits 9.0
Teaching hours Ore totali di attività frontale: 81.0
For matriculated on 2016/2017
Year taught 2016/2017
Course year 1
Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2017 al 02/06/2017)
Language INGLESE
Subject matter PERCORSO COMUNE (999)
Location Lecce
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES (ING-IND/23)
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES
Degree course MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
Subject area ING-IND/23
Course type Laurea Magistrale
Credits 9.0
Teaching hours Ore totali di attività frontale: 81.0
For matriculated on 2015/2016
Year taught 2015/2016
Course year 1
Semestre Secondo Semestre (dal 29/02/2016 al 03/06/2016)
Language INGLESE
Subject matter PERCORSO COMUNE (999)
Location Lecce
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES (ING-IND/23)
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES
Corso di laurea MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/23
Tipo corso di studio Laurea Magistrale
Crediti 9.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 0.0
Per immatricolati nel 2014/2015
Anno accademico di erogazione 2014/2015
Anno di corso 1
Semestre Secondo Semestre (dal 02/03/2015 al 06/06/2015)
Lingua
Percorso PERCORSO COMUNE (999)
Sede Lecce - Università degli Studi
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES (ING-IND/23)
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES
Corso di laurea MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/23
Tipo corso di studio Laurea Magistrale
Crediti 9.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 0.0
Per immatricolati nel 2013/2014
Anno accademico di erogazione 2013/2014
Anno di corso 1
Semestre Secondo Semestre (dal 03/03/2014 al 31/05/2014)
Lingua
Percorso PERCORSO COMUNE (999)
Sede Lecce - Università degli Studi
ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES (ING-IND/23)
Pubblicazioni
2003
[1] B. Bozzini, A. Fanigliulo, C. Mele
An Electrochemical and Spectroelectrochemical Study of the Electrodeposition of Gold from KAu(CN)2 Solutions Containing 4-Cyanopyridine and Cetylpyridinium Chloride
Transactions of the Institute of Metal Finishing, 81(2) (2003) 59-67.
[2] B. Bozzini, G. P. De Gaudenzi, A. Fanigliulo, C. Mele
Anodic Behaviour of WC-Co Type Hardmetal
Werkstoffe und Korrosion / Materials and Corrosion, 54 (2003) 1-10.
[3] A. Fanigliulo, C. Mele, B. Bozzini
An Electrochemical and In-Situ Sers Study of Au Electrodeposition from a Thiourea Solution
Transactions of the Institute of Metal Finishing, 81(3) (2003) 75-78.
[4] B. Bozzini, A. Fanigliulo, G. Giovannelli, S. Natali, C. Mele
Electrodeposition of Au-Sn Alloys from Acid Au(III) Baths
Journal of Applied Electrochemistry, 33 (2003) 747-754.
[5] B. Bozzini, G.P. De Gaudenzi, C. Mele
An In-Situ FT-IR Investigation of the Anodic Behaviour of WC-Co Hardmetal
Werkstoffe und Korrosion / Materials and Corrosion, 54, No. 9 (2003) 694-696.
[6] B. Bozzini, M.E. Ricotti, M. Boniardi, C. Mele
Evaluation of Erosion-Corrosion in Multiphase Flow via CFD and Experimental Analysis
Wear, 255 (2003) 237-245.
2004
[7] B. Bozzini, G. P. De Gaudenzi, A. Fanigliulo, C. Mele
Electrochemical Oxidation of WC in Acidic Sulphate Solution
Corrosion Science, 46 (2004) 453-469.
[8] B. Bozzini, P.L. Cavallotti, A. Fanigliulo, G. Giovannelli, C. Mele, S. Natali
Electrodeposition of White Gold Alloys: An Electrochemical and Spectroelectrochemical Study of the Electrodeposition of Au-Sn Alloys in the Presence of 4-Cyanopyridine
Journal of Solid State Electrochemistry, 8 (2004) 147-158.
[9] B. Bozzini, C. Mele, I. Sgura
On the Observation of Inductive High-Frequency Ice Behaviour During the Electrodepositon of Au-Sn Alloys
Journal of Applied Electrochemistry, 34 (2004) 277-281.
[10] B. Bozzini, G.P. De Gaudenzi, C. Mele
A Sers Investigation of the Electrodeposition of Ag-Au Alloys from Free-Cyanide Solutions
Journal of Electroanalytical Chemistry, 563 (2004) 133-143.
[11] F. Huerta, C. Mele, B. Bozzini, E. Morallon
Voltammetric and in Situ FTIRS Study on CN- and Au(CN)X¯ Complexes at the Polycrystalline Gold Surface in Citrate Medium
Journal of Electroanalytical Chemistry, 569 (2004) 53–60
[12] B. Bozzini, G.P. De Gaudenzi, C. Mele
A Sers Investigation of the Electrodeposition of Ag-Au Alloys from Free-Cyanide Solutions – Part II
Journal of Electroanalytical Chemistry, 570 (2004) 29-34.
[13] B. Bozzini, C. Mele, A. Tadjeddine
Electrochemical adsorption of cyanide on Ag(111) in the presence of Cetylpyridinium Chloride
Journal of Crystal Growth, 271 (2004) 274-286.
[14] B. Bozzini, C. Mele, A. Fanigliulo, B. Busson, F.Vidal, A. Tadjeddine
An SFG Investigation of Au(111) and Au(210) Electrodes in Aqueous Solutions Containing KCN And Cetylpyridinium Chloride
Journal of Electroanalytical Chemistry, 574 (2004), 85-94.
[15] B. Bozzini, L. D'Urzo, G. Giovannelli, C. Mele
An in Situ Raman Investigation of Organic Cu Layers Electrodeposited From PEG-Containing Acidic Sulphate and Cyanoalkaline Electrolytes
Transactions of the Institute of Metal Finishing, 82 (2004) 118-122.
2005
[16] Bozzini, L. D'Urzo, C. Mele
Electrodeposition of Cu from cyanoalkaline solutions in the presence of CPC and PEG. An electrochemical and in-situ SERS investigation
Journal of The Electrochemical Society, 152 (2005) C255-C264
[17] B. Bozzini, G. P. De Gaudenzi, C. Mele
Electrochemical behaviour of alloy CoW0.013C0.001 in acidic sulphate solutions
Corrosion Engineering, Science and Technology, Vol. 40 N°2 (2005) 149-157
[18] B. Bozzini, G.P. De Gaudenzi, C. Mele
Corrosion Behaviour of the CoW0.013C0.001 Alloy in Acidic Sulphate Aqueous Solutions containing Sodium Lauryl Sulphate and Sodium Citrate
Corrosion Engineering, Science and Technology – Vol. 40 N°4 (2005) 290-300
2006
[19] B. Bozzini, G. Giovannelli, C. Mele, F. Brunella, S. Goidanich, P. Pedeferri
An investigation into the corrosion of Ag coins from the Greek colonies of Southern Italy. Part I - An in situ FT-IR and ERS investigation of the behaviour of Ag in contact with aqueous solutions containing 4-cyanopyridine
Corrosion Science, 48 (2006) 193–208
[20] B. Bozzini, C. Mele, L. D'Urzo
Electrodeposition of Cu from Acidic Sulphate Solutions in the Presence of PEG - Part II Visible Electroreflectance Spectroscopy Measurements during Electrodeposition
Journal of Applied Electrochemistry - 36 (2006) 87–96
[21] B. Bozzini, L. D'Urzo, V. Romanello, C. Mele.
Electrodeposition of Cu from Acidic Sulphate Solutions in the Presence of Bis-(3-sulfopropyl)-disulfide (SPS) and chloride ions
Journal of the Electrochemical Society, 153 (2006) C254-C257
[22] B. Bozzini, C. Mele, V. Romanello
Time-dependent in situ SERS study of CN¯ adsorbed on gold
Journal of Electroanalytical Chemistry 592 (2006) 25-30.
[23] B. Bozzini, L. D'Urzo, C. Mele, V. Romanello.
Electrodeposition of Cu from Acidic Sulphate Solutions in the Presence of Bis-(3-sulfopropyl)-disulfide (SPS)
Transactions of the Institute of Metal Finishing, 84 N°2 (2006) 83-93
[24] B. Bozzini, C. Mele, L. D'Urzo, G. Giovannelli, S. Natali
Electrodeposition of Cu from acidic sulphate solutions in the presence of PEG: an electrochemical and spectroelectrochemical investigation - Part I
Journal of Applied Electrochemistry 36 (2006) 789-800
[25] B. Bozzini, C. Mele, L. D'Urzo, V. Romanello
An Electrochemical and in situ SERS Study of Cu Electrodeposition from Acidic Sulphate Solutions in the Presence of 3-Diethylamino-7-(4-dimethylaminophenylazo)-5-phenylphenazinium chloride (Janus Green B)
Journal of Applied Electrochemistry – 36 (2006) 973–981
[26] B. Bozzini, L. D'Urzo, C. Mele, V. Romanello
Electrodeposition of Cu from Acidic Sulphate Solutions in the Presence of Polyethylene glycol and chloride ions.
Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 17 (2006) 915-923.
[27] B. Bozzini, C. Mele, L. D'Urzo, V. Romanello, G. Giovannelli
Study on Levellers for Cu Electrodeposition from Acidic Sulphate Solution: an in situ Spectroelectrochemical Approach
Transactions of the Institute of Metal Finishing, 84 N°4 (2006) 177-187
[28] B. Bozzini, V. Romanello, G.P. De Gaudenzi, C. Mele
Controlled Corrosion of Micrometric and Submicrometric Metal Powders in a Fluidised Bed Reactor
Transactions of the Institute of Metal Finishing, 84 N°3 (2006) 154-158
2007
[29] B. Bozzini, G. Giovannelli, C. Mele
Electrochemical Dynamics and Structure of the Ag/AgCl Interface in Chloride-containing Aqueous Solutions
Surface & Coatings Technology, 201 (2007) 4619-4627
[30] B. Bozzini, B. Busson, G. P. De Gaudenzi, C. Mele, A. Tadjeddine
An SFG and DFG investigation of polycrystalline Au, Au-Cu and Au-Ag-Cu electrodes in contact with aqueous solutions containing KCN
Journal of Alloys and Compounds, 427 (2007) 341-349
[31] B. Bozzini, V. Romanello, C. Mele, F. Bogani
A SERS investigation of carbon steel in contact with aqueous solutions containing BenzylDiMethylPhenylAmmonium Chloride
Werkstoffe und Korrosion / Materials and Corrosion, 58 (2007) 20-24
[32] B. Bozzini, V. Romanello, C. Mele,
A SERS investigation of the electrodeposition of Au in a phosphate solution
Surface & Coatings Technology, 201 (2007) 6267-6272
[33] B. Bozzini, B. Busson, G. P. De Gaudenzi, L. D'Urzo, C. Mele, A. Tadjeddine
An in situ SFG and SERS Investigation into the Electrodeposition of Au from Au(CN)2¯ and Au(CN)4¯ Solutions
Journal of Electroanalytical Chemistry, 602 (2007) 61-69
[34] B. Bozzini, L. D'Urzo, C. Mele
A novel polymeric leveller for the electrodeposition of copper from acidic sulphate bath: A spectroelectrochemical investigation
Electrochimica Acta 52 (2007) 4767-4777
[35] B. Bozzini, B. Busson, G. P. De Gaudenzi, L. D'Urzo, C. Mele, A. Tadjeddine
An SFG and ERS investigation of the corrosion of CoW0.013C0.001 alloys and WC-Co cermets in CN--containing aqueous solutions
Corrosion Science 49 (2007) 2392-2405
[36] B. Bozzini, C. Mele, V. Romanello
An in situ FT-IR study evaluation of candidate organic corrosion inhibitors for carbon steel in contact with alkaline aqueous solutions.
Werkstoffe und Korrosion / Materials and Corrosion, 58 (2007) 362-368
[37] B. Bozzini, C. Mele, L. D'Urzo
An Optical Impedance Investigation of a Gold Electrodeposition System
The Open Physical Chemistry Journal, 1 (2007) 33-38
2008
[38] B. Bozzini, B. Busson, G.P. De Gaudenzi, C. Mele, A. Tajeddine
An SFG and DFG Investigation of Au(111), Au(100), Au(110) And Au(210) Electrodes in Contact with Aqueous Solutions containing KCN
Journal of Solid State Electrochemistry, 12 N°3 (2008) 303-313
[39] B. Bozzini, L. D'Urzo, C. Mele, V. Romanello
A Sers Investigation of Cyanide Adsorption and Reactivity during the Electrodeposition of Gold, Silver, and Copper from Aqueous Cyanocomplexes Solutions
Journal of Physical Chemistry C, 112 N°16 (2008) 6352-6358
[40] L. Peraldo Bicelli , B. Bozzini, C. Mele, L. D'Urzo
A Review of Nanostructural Aspects of Metal Electrodeposition
International Journal of Electrochemical Science, 3 N°4 (2008) 356-408
[41] B. Bozzini, B. Busson, C. Mele, A. Tadjeddine
SFG and DFG Investigation Of Au(111), Au(210), Polycrystalline Au, Au-Cu And Au-Ag-Cu Electrodes In Contact With Aqueous Solutions Containing KCN and 4-Cyanopyridine
Journal of Applied Electrochemistry, 38 N°7 (2008) 897-906
[42] B. Bozzini, L. D'Urzo, C. Mele, B. Busson, C. Humbert, A. Tadjeddine
Doubly Resonant Sum Frequency Generation Spectroscopy of Adsorbates At An Electrochemical Interface
Journal of Physical Chemistry C, 112 N°31 (2008) 11791-11795
[43] B. Bozzini, P. Carlino, L. D'Urzo, V. Pepe, C. Mele, F. Venturo
An Electrochemical Impedance Investigation of The Behaviour of Anodically Oxidised Titanium in Human Plasma and Cognate Fluids, Relevant to Dental Applications
Journal of Materials Science-Materials in Medicine, 19 N°11 (2008) 3443-3453
[44] B. Bozzini B, L. D'Urzo, C. Mele
Electrochemical Fabrication of Nano- and Micrometric Cu Particles: In Situ Investigation By Electroreflectance and Optical Second Harmonic Generation
Transactions of The Institute of Metal Finishing, 86 N°5 (2008) 267-274
2009
[45] C. Mele, S. Rondinini, L. D'Urzo, V. Romanello, E. Tondo, A. Minguzzi, A. Vertova, B. Bozzini
Silver electrodeposition from water-acetonitrile mixed solvents and mixed electrolytes, in the presence of tetrabutylammonium perchlorate. Part I – Electrochemical nucleation on glassy carbon electrode
Journal of Solid State Electrochemistry, 13 (2009) 1577-1584
[46] C. Mele, B. Bozzini
Silver Electrodeposition from water-acetonitrile mixed solvents in the presence of tetrabutylammonium perchlorate. Part II - A SERS study of acetonitrile reactivity and tetrabutylammonium adsorption
Journal of Solid State Electrochemistry, 13 (2009) 1553-1559
[47] B. Bozzini, L. D'Urzo, D. Lacitignola, C. Mele, I. Sgura, E. Tondo
Investigation into dynamics of Au electrodeposition based on analysis of SERS spectral time series
Transactions of the Institute of Metal Finishing, 87 (2009) 193-200
2010
[48] B. Bozzini, A. Bund, B. Busson, C. Humbert, A. Ispas, C. Mele, A. Tajeddine
An SFG/DFG investigation of CN- adsorption at an Au electrode in 1-butyl-1-methyl-pyrrolidinium bis(trifluoromethylsulfonyl) amide ionic liquid
Electrochemistry Communications, 12 (2010) 56-60
[49] C. Mele, B. Bozzini
Localised corrosion processes of austenitic stainless steel bipolar plates for polymer electrolyte membrane fuel cells
Journal of Power Sources, 195 (2010) 3590-3596
[50] E. Tondo, C. Mele, B. Bozzini
Silver Electrodeposition from water-acetonitrile mixed solvents. Part III-an in situ investigation by optical second harmonic generation spectroscopy
Journal of Solid State Electrochemistry, 14 (2010) 989-995
[51] B. Bozzini, C. Mele, E. Tondo
A SERS investigation of Cu electrodeposition in the presence of the model leveller 4-{2-[1-(2-cyanoethyl)-1,2,3,4-tetrahydroquinolin-6-yl]diazenyl} benzonitrile
Electrochimica Acta, 55 (2010) 3279-3285
[52] B. Bozzini B, L. D'Urzo, C. Mele, B. Busson, A. Tajeddine
Au electrodeposition in presence of self-assembling organics: in situ study by sum frequency generation and surface enhanced Raman spectroscopy
Transactions of the Institute of Metal Finishing, 88 (2010) 130-143
[53] B. Bozzini, I. Sgura, D. Lacitignola, C. Mele, M. Marchitto, A. Ciliberto
Prediction of Morphological Properties of Smart-Coatings for Cr Replacement, Based on Mathematical Modelling
Advanced Materials Research, 138 (2010) 93-106
2011
[54] B. Bozzini, E. Tondo, A. Bund, A. Ispas, C. Mele
Electrodeposition of Au from [EMIm][TFSA] room temperature ionic liquid: an electrochemical and Surface-Enhanced Raman Spectroscopy study
Journal of Electroanalytical Chemistry 651 (2011) 1-11
[55] B. Bozzini, P. Carlino, C. Mele
Electrochemical behaviour and surface characterisation of Zr exposed to an SBF solution containing glycine, in view of dental implant applications
Journal of Materials Science-Materials in Medicine, 22 (2011) 193-200.
[56] B. Bozzini, A. Gianoncelli, B. Kaulich, M. Kiskinova, C. Mele, M. Prasciolu
Corrosion of Ni in 1-butyl-1-methyl-pyrrolidinium bis (trifluoromethylsulfonyl) amide room-temperature ionic liquid: an in-situ X-ray imaging and spectromicroscopy study
Physical Chemistry Chemical Physics, 13 (2011) 7968-7974
[57] B. Bozzini, C. Mele, A. Gianoncelli, B. Kaulich, M. Kiskinova, M. Prasciolu
In-situ X-ray spectromicroscopy study of bipolar plate material stability for nano-fuel-cells with ionic-liquid electrolyte
Microelectronic Engineering, 88 (2011) 2456-2458
[58] V. Martina, M.F. De Riccardis, D. Carbone, P. Rotolo, B. Bozzini, C. Mele
Electrodeposition of polyaniline–carbon nanotubes composite films and investigation on their role in corrosion protection of austenitic stainless steel by SNIFTIR analysis
Journal of Nanoparticle Research, 13 (2011) 6035-6047
[59] B. Bozzini, B. Busson, C. Humbert, C. Mele, P. Raffa, A. Tadjeddine
Investigation of Au electrodeposition from [BMP][TFSA] room-temperature ionic liquid containing K[Au(CN)2] by in situ two-dimensional sum frequency generation spectroscopy
Journal of Electroanalytical Chemistry, 661 (2011) 20-24.
2012
[60] B. Bozzini, A. Gianoncelli, B. Kaulich, C. Mele, M. Prasciolu, M. Kiskinova
Electrodeposition of manganese oxide from eutectic urea/choline chloride ionic liquid: an in situ study based on soft X-ray spectromicroscopy and visible reflectivity
Journal of Power Sources, 211 (2012) 71-76
[61] B. Bozzini, B. Busson, A. Gayral, C. Humbert, C. Mele, C. Six, A. Tadjeddine
In situ electrochemical SFG/DFG study of CN¯ and nitrile adsorption at Au from 1-butyl-1-methyl-pyrrolidinium bis(trifluoromethylsulfonyl) amide ionic liquid ([BMP][TFSA]) containing 4-{2-[1-(2-cyanoethyl)-1,2,3,4-tetrahydroquinolin-6-yl]diazenyl} benzonitrile (CTDB) and K[Au(CN)2]
Molecules 17 (2012) 7722-7736
[62] H. Hassannejad, C. Mele, T. Shahrabi, B. Bozzini
Electrodeposition of Ni/ceria composites: an in situ visible reflectance investigation
Journal of Solid State Electrochemistry, 16 (2012) 3429-3441.
[63] C. Mele, B. Bozzini
Corrosion performance of austenitic stainless steel bipolar plates for Nafion- and room-temperature ionic-liquid-based PEMFCs
The Open Fuels and Energy Science Journal 5 (2012) 47-52.
[64] B. Bozzini. M. Amati, L. Gregoratti, C. Mele, M.K. Abyaneh, M. Prasciolu, M. Kiskinova
In situ photoelectron microspectroscopy during the operation of a single-chamber SOFC
Electrochemistry Communications 24 (2012) 104-107
[65] B. Bozzini, D. Lacitignola, C. Mele, I. Sgura
Coupling of Morphology and Chemistry Leads to Morphogenesis in Electrochemical Metal Growth: a Review of the Reaction-Diffusion Approach
Acta Appl Math, 122 n.1 (2012), 53-68
[66] B. Bozzini, D. Lacitignola, C. Mele, I. Sgura
Morphogenesis in metal electrodeposition
Note di Matematica 32 n. 1 (2012), 7–46.
[67] C. Mele, B. Bozzini
Electrodeposition of a Au-Dy2O3 composite solid oxide fuel cell catalyst from eutectic urea/choline chloride ionic liquid.
Energies, 5 (2012) 5363-5371
2013
[68] B Bozzini, A. Gianoncelli, B. Kaulich, C. Mele, M. Prasciolu, M. Kiskinova
In situ Soft X-ray Microscopy Study of Fe Interconnect Corrosion in Ionic Liquid-Based Nano-PEMFC Half-Cells
Fuel Cells. 13 (2013) 196-202.
[69] C. Mele, M. Catalano, A. Taurino, B. Bozzini
Electrochemical fabrication of nanoporous gold-supported manganese oxide nanowires based on electrodeposition from eutectic urea/choline chloride ionic liquid
Electrochimica Acta, 87 (2013) 918-924.
[70] B. Bozzini, M. K. Abyaneh, B. Busson, G.P. De Gaudenzi, L. Gregoratti, C. Humbert, M. Amati, C. Mele, A. Tadjeddine
Spectroelectrochemical study of the electro-oxidation of ethanol on WC-supported Pt – Part III: Monitoring of electrodeposited-Pt catalyst aging by in situ Fourier transform infrared spectroscopy, in situ sum Frequency generation spectroscopy and ex situ photoelectron spectromicroscopy.
Journal of Power Sources 231 (2013) 6-17.
[71] A. Gianoncelli, B. Kaulich, M. Kiskinova, C. Mele, M. Prasciolu, I. Sgura, B. Bozzini
Fabrication and testing of an electrochemical microcell for in situ soft X-ray microspectroscopy measurements.
Journal of Physics: Conference Series, 425 (2013) 182010.
[72] B. Bozzini, A. Gianoncelli, C. Mele, M. Kiskinova
Electrochemical fabrication of nanoporous gold decorated with manganese oxide nanowires from eutectic urea/choline chloride ionic liquid. Part II - Electrodeposition of Au-Mn: A study based on soft X-ray microspectroscopy
Electrochimica Acta 114 (2013) 889-896.
2014
[73] B. Bozzini, A. Barca, F. Bogani, M. Boniardi, P. Carlino, C. Mele, T. Verri, A. Romano
Electrodeposition of nanostructured bioactive hydroxyapatite-heparin composite coatings on titanium for dental implant applications.
Journal of Materials Science-Materials in Medicine, 25 (2014) 1425-1434
[74] B. Bozzini, A. Gianoncelli, C. Mele, I. Sgura, M. Kiskinova
Electrodeposition of a Mn-Cu-ZnO Hybrid Material for Supercapacitors: A Soft X-ray Fluorescence and Absorption Microspectroscopy Study
ChemElectroChem 1 (2014) 392-399
[75] B. Bozzini, A. Gianoncelli, C. Mele, M.K. Abyaneh, D. Jezeršek, I. Sgura, M. Kiskinova
Pulse-Plating of Mn-Cu-ZnO for Supercapacitors: A Study Based on Soft X-ray Fluorescence and Absorption Microspectroscopy
ChemElectroChem 1 (2014) 1161-1172
[76] H. Hassannejad, F. Bogani, M. Boniardi, A. Casaroli, C. Mele, B. Bozzini
Electrodeposition of DLC films on carbon steel from acetic acid solutions
Transactions of the Institute of Metal Finishing, 92 (2014) 183-188.
[77] B. Bozzini, P. Bocchetta, A. Gianoncelli, C. Mele, M. Kiskinova
Electrodeposition of Co/CoO nanoparticles onto graphene for orr electrocatalysis: A study based on micro-x-ray absorption spectroscopy and x-ray fluorescence mapping
Acta Chimica Slovenica, 61 (2014) 263-271.
[78] P. Bocchetta, A. Gianoncelli, M.K. Abyaneh, M. Kiskinova, M. Amati, L. Gregoratti, D. Jezeršek, C. Mele, B. Bozzini
Electrosynthesis of Co/PPy nanocomposites for ORR electrocatalysis: A study based on quasi-in situ X-ray absorption, fluorescence and in situ Raman spectroscopy
Electrochimica Acta, 137 (2014) 535-545.
[79] B. Bozzini, A. Gianoncelli, C. Mele, A. Siciliano, L. Mancini
Electrochemical reconstruction of a heavily corroded Tarentum hemiobolus silver coin: A study based on microfocus X-ray computed microtomography
Journal of Archaeological Science 52 (2014) 24-30.
2015
[80] C. Mele, B. Bozzini
Spectroelectrochemical investigation of the anodic and cathodic behaviour of zinc in 5.3 M KOH
Journal of Applied Electrochemistry 45 (2015) 43-50
[81] B. Bozzini, P. Bocchetta, A. Gianoncelli, C. Mele, M. Kiskinova
Electrodeposition and Ageing of Mn-Based Binary Composite Oxygen Reduction Reaction Electrocatalysts
ChemElectroChem 2 (2015) 1541-1550
[82] B. Bozzini, M. Altissimo, M. Amati, P. Bocchetta, A. Gianoncelli, L. Gregoratti, G. Kourousias, L. Mancini, C. Mele, M. Kiskinova
In Situ X-ray Microspectroelectrochemical Methods for the Study of Zinc-air Batteries
In: Reedijk, J. (Ed.) Elsevier Reference Module in Chemistry, Molecular Sciences and Chemical Engineering. Waltham, MA: Elsevier. doi: 10.1016/B978-0-12-409547-2.11452-0.
2016
[83] B. Bozzini, B. Busson, G.P. De Gaudenzi, C. Humbert, C. Mele, S. Tedeschi, A. Tadjeddine
Corrosion of cemented carbide grades in petrochemical slurries. Part I - Electrochemical adsorption of CN-, SCN- and MBT: A study based on in situ SFG
International Journal of Refractory Metals and Hard Materials 60 (2016) 37-51
[84] B. Bozzini, B. Busson, C. Humbert, C. Mele, A. Tadjeddine.
Electrochemical fabrication of nanoporous gold decorated with manganese oxide nanowires from eutectic urea/choline chloride ionic liquid. Part III – Electrodeposition of Au–Mn: a study based on in situ Sum-Frequency Generation and Raman spectroscopies
Electrochimica Acta 218 (2016) 208-215
[85] P. Bocchetta, B. Alemán, M. Amati, M. Fanetti, A. Goldoni, L. Gregoratti, M. Kiskinova, C. Mele, H. Sezen, B. Bozzini
ORR stability of Mn-Co/polypyrrole nanocomposite electrocatalysts studied by quasi in-situ identical-location photoelectron microspectroscopy
Electrochemistry Communications, 69 (2016) 50-54
2017
[86] C. Mele, M.V. Boniardi, A. Casaroli, M. Degli Esposti, D. Di Pietro, P. Guastamacchia, B. Bozzini
A comprehensive assessment of the performance of corrosion resistant alloys in hot acidic brines for application in oil and gas production
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