Lehrbuch der Elektrochemie

Lehrbuch der Elektrochemie

Dieses Lehrbuch für Studierende der Chemie, Physik sowie der Material- und Ingenieurwissenschaften behandelt in einem einheitlichen Rahmen die Grundlagen, Methoden, Materialien und Anwendungen der modernen Elektrochemie in Forschung und Industrie.

Der erste Teil erläutert die Prinzipien der Elektrochemie - Elektrodenreaktion, Thermodynamik, Kinetik und Transportprozesse auf dem Niveau typischer Bachelor-Studiengänge. Die folgenden Teile schlagen Brücken zur aktuellen Fachliteratur und sind für Vertiefungsphasen und das Master-Studium konzipiert. Im zweiten Teil werden elektrochemische Messtechniken zur Konzentrationsbestimmung sowie zur Aufklärung von Reaktionsmechnismen und Grenzflächenstrukturen vorgestellt. Der dritte Teil befasst sich mit den Themen Galvanik, Halbleiter, Festkörperelektrolyte, Elektrokatalysatoren und modifizierte Elektroden, also den materialwissenschaftlichen Aspekten der Elektrochemie. Der letzte Teil stellt exemplarisch wichtige Anwendungsfelder der Elektrochemie vor und spannt den Bogen von Korrosionuntersuchungen über die Umwandlung und Speicherung von Energie bis hin zur technischen Elektrolyse und zu Biosensoren.

• Klarer, modularer Aufbau: Die Trennung in Grundlagenkapitel und weiterführende Themen ermöglicht den Einsatz in unterschiedlichen Studiengängen, sowohl auf Bachelor- als auch auf Master-Niveau.


• Didaktisch ausgefeilt: Anschauliche Darlegungen mithilfe von mehr als 800 Abbildungen, Schlüsselkonzepten und zahlreichen Hinweisen auf Fallstricke und häufige Fehler.


• Zahlreiche Anwendungsbeispiele verdeutlichen den Querschnittscharakter der Elektrochemie.


• Perfekt zur Prüfungsvorbereitung: Einfache Lernkontrolle durch Verständnisfragen innerhalb und Aufgaben am Ende der Kapitel.

Mit seiner Kombination von Grundlagen, Methoden, Materialien und Anwendungen vermittelt dieses moderne Lehrbuch ein umfassendes Bild der Elektrochemie an der Schnittstelle von Chemie, Material-wissenschaft, Energie- und Elektrotechnik.

TEIL I: GRUNDLAGEN
Die Elektrodenreaktion - der Kern der Elektrochemie
Die Thermodynamik elektrochemischer Reaktionen
Die elektrochemische Kinetik - homogene und heterogene Prozesse
Massentransport und Randschichten

TEIL II: UNTERSUCHUNGSMETHODEN DER ELEKTROCHEMIE
Elektroanalytische Methoden und elektrochemische Sensoren
Aufklärung elektrochemischer Reaktionsmechanismen in flüssigen Elektrolyten
Elektrochemische Impedanzspektroskopie
Untersuchung von Grenzflächenstrukturen

TEIL III: MATERIALIEN VON UND FÜR ELEKTROCHEMIE
Elektrochemische Materialabscheidung
Halbleiterelektrochemie
Festkörperelektrolyte und andere unkonventionelle Elektrolytsysteme
Elektrokatalyse
Modifizierte Elektroden

TEIL IV: ANWENDUNGEN
Korrosion und Korrosionsschutz
Batterien
Brennstoffzellen
Elektrosynthesen in Labor und Industrie
Bioelektrochemie

ANHANG
Standardelektrodenpotentiale
Löslichkeitsprodukte, Bildungskonstanten von Komplexverbindungen, Gleichgewichtspotentiale
Eigenschaften wichtiger Elektrodenmetalle
Eigenschaften von Einkristallelektroden
Abkürzungen und Symbole