Yakıt Hücreleri, Piller ve Korozyon

Ders Kodu:

CHBE 477

Ders Dönemi:

Bahar

Ders Tipi:

Alan Seçmeli

Kredi:

3

Teori Saati:

3

Uygulama Saati:

0

Laboratuvar Saati:

0

AKTS:

5

Dersin Dili:

İngilizce

Dersin Koordinatörü:

Levent Organ

Dersi Verenler:

Levent Organ

Dersin Amacı:

Bu dersin amacı öğrencilere (i) elektrokimya, (ii) yakıt hücreleri ve pillerin çalışma prensipleri ve (iii) yaygın mühendislik alaşımlarının sulu ortamdaki korozyonunun elektrokimyasal yönleri hakkında bilgi vermektir.

Dersin İçeriği:

Elektrokimyanın prensipleri anlaşılmadan sonraki konular iyi anlaşılamayacağı için ilk birkaç hafta boyunca ilgili elektrokimya konuları işlenir. Dersin içeriği şu şekilde özetlenebilir: Elektrot proseslerine genel giriş; Elektrokimyasal termodinamik; Elektrokimyasal reaksiyon kinetiği; Kütle transferi; Laboratuvar demo deneyleri; Yakıt hücreleri; Piller; Sulu korozyonun elektrokimyasal prensipleri; Davetli konuşmacı sunumu

Dersin Öğretim Yöntemleri:

1: Hocanın ders anlatımı, 2: Tartışma ile ders anlatımı, 3: Hocanın sınıfta problem çözmesi, 4: Benzetim kullanma, 5: Problem çözme ödevi, 6: Okuma ödevi, 7: Laboratuvar çalışması, 8: Dönem araştırma ödevi, 9: Davetli konuşmacı sunumu, 10: Örnek proje inc

Dersin Ölçme Yöntemleri:

A: Yazılı Sınav, B: Çoktan seçmeli sınav C: Eve verilen kısa sınav, D: Deney Raporu, E: Ödev, F: Proje raporu, G: Öğrencinin sunumu, H: Staj defteri, I: Stajyer değerlendirme formu, J: Quiz

Dikey Sekmeler

Ders Tanimlari

Dersin Öğrenme Çıktıları

Dersin Öğrenme Çıktıları	Detaylı Program Öğrenme Çıktıları	Öğretim Yöntemleri	Ölçme Yöntemleri
Yakıt hücreleri, piller ve korozyonun elektrokimyasal prensipleri hakkında bilgi	1a, 7b, 7c	1, 3	A, B, E, F
Yakıt hücresi türleri, çalışma prensipleri, mevcut zorluklar ve yeni gelişmeler hakkında bilgi	1a, 7b	1, 3	A, B, E
Pil türleri, yaygın olarak kullanılan pillerin çalışma prensipleri, mevcut zorluklar ve yeni gelişmeler hakkında bilgi	1a, 7b	1, 3	A, B, E
Sulu çözeltilerde mühendislik alaşımlarının korozyonu ve korozyonun önlenmesi hakkında bilgi	1a, 7b	1, 3	A, B, E
Elektrokimya endüstrisinden bir üretim süreci veya bir elektrokimyasal sistemle ilgili bilimsel bir araştırma konusu hakkında bilgi	1a, 7b	9	A, B

Dersin Akışı

COURSE CONTENT
Week	Topics	Study Materials
1	GİRİŞ: Akım-potansiyel ilişkisi; elektriksel çift katman; galvanik ve elektrolitik hücreler; faradaik ve faradaik olmayan süreçler	Lecture notes
2	ELEKTROKİMYASAL TERMODİNAMİK: Elektrokimyasal potansiyel; yarı hücre reaksiyonları; hücre emf; referans elektrotlar	Lecture notes
3	ELEKTROKİMYASAL TERMODİNAMİK: Nernst denkliği; Pourbaix diyagramları; iletkenlik, aktarım sayıları ve mobilite	Lecture notes
4	ELEKTROKİMYASAL TEPKİME KİNETİĞİ: Elektrot kinetiğinin Butler-Volmer modeli; tek adımlı reaksiyonlar	Lecture notes
5	ELEKTROKİMYASAL TEPKİME KİNETİK: Çok basamaklı reaksiyonlar; kütle aktarımı, yük aktarımı sınırlaması, ve kütle aktarımı sınırlaması	Lecture notes
6	LABORATUVAR GÖSTERİMLERİ: Temel elektrokimyasal deney ekipmanları, açık devre geriliminin ölçümü; katalitik ve katalitik olmayan yüzeylerde çevrimsel voltametri örnekleri	Lecture notes
7	SINAV	Lecture notes
8	YAKIT HÜCRELERİ: Yakıt hücresi türleri; çalışma prensibleri; farklı yakıt hücrelerinin avantajları ve dezavantajları	Lecture notes
9	YAKIT HÜCRELERİ: Yakıt hücrelerinin ideal ve gerçek performansı; yakıt hücresi çalışmasının temel hesaplamaları	Lecture notes
10	PİLLER: Pil bileşenleri ve türleri; Çalışma prensipleri; pillerin belirli enerjileri	Lecture notes
11	PİLLER: Yaygın olarak kullanılan pil türleri ve çalışma prensipleri	Lecture notes
12	SULU KOROZYONUN ELEKTROKİMYASAL İLKELERİ: Korozyon çeşitleri; Polarizasyon eğrileri; Pasivasyon ve bozulması	Lecture notes
13	SULU KOROZYONUN ELEKTROKİMYASAL İLKELERİ: Lokal korozyon, katodik ve anodik koruma	Lecture notes
14	DAVETLİ KONUŞMACI TARAFINDAN SUNUM: Elektrokimya endüstrisinden bir konuğun veya elektrokimyasal sistemler üzerinde çalışan bir akademisyenin sunumu.	Lecture notes
15	KONU TEKRARI	Lecture notes

Kaynaklar

RECOMMENDED SOURCES
Ders Kitabı	Ders kitabı kullanılmayacaktır. Kullanılabilecek kaynaklardan bazıları aşağıda verilmektedir.
İlave Kaynaklar	Eliaz, N., and Gileadi E., “Physical Electrochemistry: Fundamentals, Techniques, and Applications”, 2nd ed., Wiley-VCH Bard, Allen J., and Larry R. Faulkner. “Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications”, 2nd ed., Wiley, 2001. O'Hayre, R., Cha, S. W., Colella, W., Prinz, F. B., “Fuel Cell Fundamentals”, 3rd ed., Wiley, 2016 EG&G Technical Services, “Fuel Cell Handbook”, 7th ed., November 2004 Petrovic, S., “Battery Technology Crash Course: A Concise Introduction”, 1st ed. 2021 Jones, D. A., “Principles and Prevention of Corrosion”, 2nd ed., Prentice Hall, 1996

Materyal Paylaşımı

MATERYAL PAYLAŞIMI
Dokümanlar	Ders notları
Ödevler
Sınavlar

Değerlendirme Sistemi

DEĞERLENDİRME SİSTEMİ
YARIYIL İÇİ ÇALIŞMALARI	SAYI	KATKI YÜZDESİ
Midterm	1	25
Proje	1	20
Ödevler	5	20
Toplam		65
Finalin Başarıya Oranı		35
Yıl içinin Başarıya Oranı		65
Toplam		100

Dersin Program Çıktılarına Katkısı

DERSİN PROGRAM ÇIKTILARINA KATKISI
No	Program Öğrenme Çıktıları	√ koyunuz
1a	Matematik, fen bilimleri ve ilgili mühendislik disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi;	√
1b	Bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinde kullanabilme becerisi.
2a	Karmaşık mühendislik problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi;
2b	Bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi.
3a	Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi;
3b	Bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi.
4a	Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi;
4b	Bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi.
5a	Karmaşık mühendislik problemlerinin veya disipline özgü araştırma konularının incelenmesi için deney tasarlama becerisi,
5b	Deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi.
6a	Disiplin içi takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi;
6b	Çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi;
6c	Bireysel çalışma becerisi.
7a	Türkçe sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi;
7b	En az bir yabancı dil bilgisi;	√
7c	Etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme becerisi,	√
7d	Etkin sunum yapabilme becerisi,
7e	Açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi.
8a	Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerisi,
8b	Bilgiye erişebilme becerisi.
9a	Etik ilkelerine uygun davranma, mesleki ve etik sorumluluk bilinci.
9b	Mühendislik uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi.
10a	Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi hakkında bilgi.
10b	Girişimcilik ve yenilikçilik hakkında farkındalık.
10c	Sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi.
11a	Mühendislik uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri hakkında bilgi,
11b	Çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi.
11c	Mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık.

AKTS İş Yükü Tablosu

AKTS / İŞ YÜKÜ TABLOSU
Etkinlik	SAYISI	Süresi (Saat)	Toplam İş Yükü (Saat)
Ders süresi	15	3	45
Derslik dışında çalışma (ders öncesi hazırlık)	15	2	30
Vize	1	2	2
Final sınavı	1	2	2
Sınavlara hazırlanma	2	6	12
Ödev	5	2	10
Proje	1	20	20
Toplam İş Yükü			121
Toplam İş Yükü / 25 (s)			4.8
Dersin AKTS Kredisi			5

Arama formu

Yakıt Hücreleri, Piller ve Korozyon

Dikey Sekmeler

Ders Tanimlari