az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

22
Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete Dr. Inzelt György egyetemi tanár Eötvös Loránd Tudományegyetem TTK Fizikai Kémiai Tanszék

Upload: louis

Post on 18-Feb-2016

34 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete. Dr. Inzelt György egyetemi tanár Eötvös Loránd Tudományegyetem TTK Fizikai Kémiai Tanszék. Az elektrokémia fejl ő désének f ő állomásai a XIX. században, illetve az azt megel ő z ő néhány évben. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia

fejlődéstörténete

Dr. Inzelt Györgyegyetemi tanár

Eötvös Loránd TudományegyetemTTK Fizikai Kémiai Tanszék

Page 2: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Az elektrokémia fejlődésének fő állomásai a XIX. században, illetve az azt megelőző néhány évben

1791. Luigi Galvani Állati elektromosság

1792-1802. Alessandro Volta Fémes vagy kontaktelektromosságVolta-elem

1800. W. Nicholson és A. Carlisle

A víz elektrolízise

1800. W. Cruikshank Sóoldatok elektrolízise és elmélete

1805. C.J.D.T. Grotthus Az elektrolízis és az áramvezetés elmélete

1806/07. Humphry Davy Az elektrolízis elmélete, a nátrium és a kálium előállítása

1826. H. Davy A korrózió elektrokémiai elmélete1828. G.Th. Fechner Elektrokémiai oszcilláció

Page 3: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Az elektrokémia fejlődésének fő állomásai a XIX. században, illetve az azt megelőző néhány évben

1833/34. Michael Faraday Faraday-törvény. Alapvető munkák az elektrolízissel kapcsolatban, elsődleges és másodlagos reakciótermékek kimutatása, acetátoldatok elektrolízisével szénhidrogé-nek előállítása (Kolbe-szintézis). Az elektrokémia új terminológiája

1836. J.F. Daniell A Daniell-elem

1839. J.C. PoggendorfW.R. Grove

Ezüst-coulombméterTüzelőanyag-elem

1841. R.W. Bunsen Cink-szén- és krómsav-elem

1841. J.C. Poggendorf Kompenzációs módszer

Page 4: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Az elektrokémia fejlődésének fő állomásai a XIX. században, illetve az azt megelőző néhány évben

1843. E. Becquerel Fotoelektrokémiai kísérletek

1844. C. Wheatstone Wheatstone-híd

1853. J.W. Hittorf Ionvándorlás mérése, átviteli szám

H. Helmholtz Elektromos kettős réteg modell

1859. G. Planté Ólomakkumulátor

1867. G. Leclanché Leclanché-elem

1869- F. Kohlrausch Elektrolitoldatok vezetésének mérése

1873-75. G. Lippmann Kapillárelektrométer. Lippmann-egyenlet

1874-78. Josiah W. Gibbs Az elektromotoros erő és a reakció-szabadentalpiája közötti összefüggés

Page 5: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Az elektrokémia fejlődésének fő állomásai a XIX. században, illetve az azt megelőző néhány évben

1879. H.F. Weber Ellenőrzött áramú elektrolízis

1882. H. Helmholtz Gibbs-Helmholtz - féle egyenlet

1884-87. Svante A. Arrhenius Az elektrolitikus disszociáció elmélete

1888. W. Ostwald Ostwald-féle hígítási törvény

1888. W. Nernst Elektrolitok diffúziója

1889. Hermann Walter Nernst A Nernst-egyenlet

1893. R. Behrend Potenciometriás titrálás

1893-94. W. Nernst, J.J. Thomson Nernst-Thomson - szabály

1894. F.Kohlrausch, A. Heydweiler A víz disszociációállandója

Page 6: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Az elektrokémia fejlődésének fő állomásai a XIX. században, illetve az azt megelőző néhány évben

1897. Bugarszky István A Gibbs-Helmholtzféle felfogás igazolása

1898. W.A. Caspari, W. Nernst A túlfeszültség fogalmának bevezetése

F. Dolezalek Az ólomakkumulátor elmélete

M. Wien Váltóáramú hídmódszerrel kettős rétegkapacitásmérés

Fritz Haber Az elektródfolyamatok potenciálfüggése

1899. F. Kohlrausch A Kohlrausch-szabály (o - c = A )

E. Warburg Impedancia mérések

c

Page 7: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Az elektrokémia új eredményei a XX. század első felében

1900. A. Fernbach, L. Hubert Pufferoldatok

F. G. Cottrell A Cottrell-egyenlet

1901.

1903.

T.A. Edison, W. Jungner

Szily Pál

Az első lúgos akkumulátor

Mesterséges pufferoldatok

1905. Julius Tafel A Tafel-egyenlet (η = a + b lg j)

1906. P. Walden Walden – szabály (o ηo = állandó)

M. Cremer Üvegelektród

1907. G.N. Lewis Termodinamikai aktivitás bevezetése

1909.

1911.

P. Henderson

S.P.L. SörensenG.L. GouyF. Haber, Z. Klemenciewicz

F.G. Donnan

A diffúziós potenciál egyenlete

pHDiffúz elektrokémia kettősréteg-elméletÜvegelektród potenciáljának első elmélete

A membránpotenciál leírása

Page 8: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Az elektrokémia új eredményei a XX. század első felében

1912-13. G. Hevesy, K.F. Herzfeld Fémek előleválása (UPD)

1913. D.L. Chapman Az elektrokémiai kettős réteg elmélete

1917. M. Smoluchowski A diffúzió sebessége által meghatározott reakciók elmélete

1920. M. Born A szolvatáció elmélete

1921. G.N. Lewis és M. Randall Az aktivitási tényező és az ionerőssség kapcsolatának leírása

E. Biilman és H. Lund Kinhidron-elektród kidolgozása

1922. J. Heyrovsky Polarográfia

1923. P. Debye és E. Hückel Elektrolitoldatok elmélete

J.N. Brönsted Ionreakciók elmélete

1924. J.A.V. Butler Elektródfolyamatok kinetikájának leírása

O. Stern Elektrokémiai kettősréteg-elmélet

Page 9: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Az elektrokémia új eredményei a XX. század első felében1925. J. Heyrovsky és M. Shikata Az első polarográf

1926. L. Onsager Elektrolitoldatok elméletének továbbfejlesztése

N. Bjerrum Az ionpárok képződésének elmélete

1927. M. Wien Térerősségi effektus

1928. A.N. Frumkin Töltésnullapont - potenciál

P.Debye és H. Falkenhagen A vezetés diszperziója

1929. J.N. Brönstedt Sav-bázis elmélet

J. Heyrovsky és S. Berezický Amperometriás titrálás

1929-30. E.A. Guggenheim, F. Lange és M. Miscsenko

Elektrokémiai potenciál fogalma

1930. Erdey-Grúz Tibor és Max Volmer

Az elektródreakciók kinetikájának elmélete, Erdey-Grúz – Volmer egyenlet

Page 10: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Az elektrokémia új eredményei a XX. század első felében

1931. Erdey-Grúz T. és M. Volmer Elektrokristályosodási jelenségek(túlfeszültség) értelmezése

L. Onsager és R. Fuoss Erős elektrolitok diffúziójának elmélete

R.W. Gurney Az elektródreakciók első kvantumkémiai tárgyalása

1933. J.D. Bernal és R.H. Fowler Elektrolitoldatok szerkezete, a hidratáció és a disszociáció kapcsolata

A.N.Frumkin A kettős réteg hatása az elektródreakciók kinetikájára

1935. A.N. Frumkin és Proskurnin A differenciális kettős réteg kapacitás

J. Horiuti és M. Polányi Az átlépési tényező értelmezése

kb. 1935. A.O. Beckman Csővoltmérő, pH mérő

1938. Szebellédy L. és Somogyi Z. Coulombmetriás titrálás

G.N. Lewis Sav-bázis elmélet

Page 11: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Az elektrokémia új eredményei a XX. század első felében

C.Wagner és W. Traud Keverékpotenciál, a korrózió elmélete

D. Ilkovic A polarográfia alapegyenlete

L.A. Matheson és N. Nichols Váltófeszültségű polarográfia

1939. H. Eyring, S. Glasstone és K.J. Laidler

Az abszolút reakciósebességi elmélet alkalmazása az elektrokémiai kinetikában

1940. P.J. Dolin, B.V. Ershler és A.N. Frumkin

Csereáram-sűrűség bevezetéseAz impedanciamérés alkalmazása az elektródfolyamatok tanulmányozására

1941 Szent-Györgyi A. Fehérjék elektromos vezetése

1942. A. Hickling Az első potenciosztát kifejlesztése

1942-48. V.G. Levics A diffúziós kinetika leírása, forgó korongelektród alkalmazása

1943. J. Heyrovsky, J. Forejt Váltóáramú polarográfia

Page 12: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Az elméletek fejlődéseKettős réteggel kapcsolatos új modellek

1947. D.C. Grahame Kettősréteg szerkezete és kapacitása, külső és belsőHelmholtz-réteg

1963. J.O'M. Bockris, M.A.V. Devanathan és K. Müller

BDM modell

1964. R.R. Dogonadze, Y.A. Chizmadzhev

Potenciáleloszlás az elektród felületénél

1974. D.B. Damaszkin és A.N. Frumkin, R. Parsons

Bonyolultabb kettős réteg modellek

1981-83. J.P. Badiali, J. Goodisman,W. Schmickler

Jellium-modell

Page 13: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Az elméletek fejlődéseAz elektródfolyamatok kinetikájának leírása

1948. M.I. Tyomkin Látszólagos aktiválási energia

1951. J. Weiss Modern kvantum-elektródkinetika

1952. R. Parsons Többlépéses folyamatok leírása pszeudoegyensúly feltételezésével

1956-65. Rudolph A. Marcus Aktivált elektronátlépés modellje

1959. V.G. Levics Elektrokémiai hidrodinamika

1966. V.G. Levics Elektródfolyamatok kinetikájának kvantummechanikai leírása

1970. H. Gerischer, Y.V. Pleskov, Y. Gurevich, R. Memming, A.J. Bard

Fotoelektrokémiai folyamatok mechanizmusa

1991. L. Curtiss és Z. Nagy Az átlépési tényező és hőmérséklet-függésének kvantummechanikai kiszámítása

Page 14: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Új eszközök, módszerek, kutatási területek és elméleti alapjaik

1945. A. Rothem Ellipszométer  

1946. A. Tiselius Mozgó határfelületű elektroforézisrendszer

M. Haissinsky Fémek előleválásának (UPD) elméleti értelmezése  

1948. J.E.B. Randles, A. Sevcik A ciklikus voltammetria alapegyenlete  

1949-52. A.L. Hogkin, A.F. Huxley,B. Katz

A bioelektrokémia modern korszakának kezdete  

1954- P. Delahay, J. R. MacDonald,M. Sluyters-Rehbach, I.Epelboin, R.D. Armstrong, R. de Levie

Az elektrokémiai impedancia-spektroszkópia (EIS) elterjedése és elméletének kialakulása

1955. W.H. Brattain, C.G.B. Garrett Félvezetők elektrokémiája  

1959. D.H. Geske és A.H. Maki Elektrokémiai ESR technika kifejlesztése  

1959. A.N. Frumkin, L.N. Nyekraszov, V.G. Levics, V. Ivanov

Forgó gyűrűs korongelektród  

Page 15: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Új eszközök, módszerek, kutatási területek és elméleti alapjaik

1960. H. Kallmann, M. Pope Kettős réteg bioelektrokémiaihatárfelületeken

J.O'M. Bockris, V.S. Bagotzky Elektrokatalitikus kutatások meg-indítása

1961. Pungor E. Ionszelektív membránelektródokkifejlesztése

1963. A.K.N. Reddy, M.A.V. Devanathan, J.O'M. Bockris

Tökéletesített ellipszométer

1964-65. R.S. Nicholson, I. Shain A ciklus voltammetriás függvény levezetése

1964. T. Kuwana Spektroelektrokémia (Optikailagátlátszó elektródok, OTE)

1964-72. A.J. Bard Elektrokemilumineszcencia

1966-80. R.Piontelli, A. Damjanovic, A.T. Hubbard, J.Clavilier

Egykristály (well-defined) elektródok

Page 16: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Új eszközök, módszerek, kutatási területek és elméleti alapjaik

1966-82. W.W. Hansen, T. Kuwana, R.A. Osteryoung, A. Bewick, S. Pons

Fourier transzformációs infravörös spektroszkópia (FTIR)

1966-72. V.E. Kazarinov, N. Balasova, Horányi Gy., J. Sobkowski

Elektrokémiai nyomjelzős technika

1966-71. V.G. Levics, H.D. Dahms, I. Ruff

Átugrásos diffúzió (Elektron-transzport redoxi specieszek között oldatokban)

1969. B. Rosenberg, E. Postow A hidratáció hatása a fehérjék vezetésére (108-szoros növekedés)

1969- M. Breiter, K.J. Vetter,H. Gerischer,

Fémek előleválása (UPD)kinetikájának és a réteg tulaj-donságainak tanulmányozása

1970- S. Srinivasan és E. Gileadi, H. Angerstein-Kozlowska és B.E. Conway, J.M. Savéant, E.Laviron

A ciklikus voltammetriaelméletének fejlesztése

Page 17: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Új eszközök, módszerek, kutatási területek és elméleti alapjaik

A.N. Frumkin, S. Trasatti, R. Parsons, W. Lorenz

Elektrokémiai alapfogalmak (elektródpotenciál, az elektród töltése) tisztázása

1971. Pungor E., Fehér Zs., Nagy G. és Tóth K.

Az áramló oldatos méréstechnika kidolgozása

1972. A Fujishima, K. Honda A modern fotoelektrokémia kezdete

1973. O'Grady, J.O'M. Bockris Mössbauer-spektroszkópia felületi filmek vizsgálatára

1974. M. Fleischman Az első felületi Raman-spektroszkópia kísérletek

1975. R.W. Murray Kémiailag módosított elektródok előállítása

1976. H. Tsubmura Fotoelektrokatalizis

1977. D.L. Jeanmaire ésR.P. Van Duyne

Felületerősített Raman-spektroszkópia (SERS)

Page 18: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Új eszközök, módszerek, kutatási területek és elméleti alapjaik

1978-83. J.A. delCueto és N.J. Sevchik,J. Krüger

Felületi röntgenabszorpciósspektroszkópia (EXAFS)

1978. M.R. Van de Mark, L.L.Miller, A.J. Bard, R.W. Murray

Polimerfilm-elektródok

1979. A.C. Baccara, D. Fournier és J. Badoz

Fototermikus deflexiós spektroszkópia(PDS)

1979. A.F. Diaz Vezető polimerek elektroszintézise

1980. A. Bewick, K. Kunimatsu, B.S. Pons

Infravörös reflexiós-abszorpciósspektroszkópia (IRRAS)

Page 19: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Új eszközök, módszerek, kutatási területek és elméleti alapjaik

1984-85. J.H.Kaufman, K.Kanazawa és G.B. Street, S. Bruckenstein

Elektrokémiai kvarckristály-mikromérleg (EQCM)

1986. R. Sonnenfeld, P.K. Hansma Pásztázó szonda mikroszkópia (STM)

1984-88. J.O. Howell, R.M. Wightman, C.A. Amatore, A.M. Bond,M. Fleischman, S. Pons

Nagysebességű (106 Vs-1) ciklikus voltammetria, ultramikro-elektródok

1988-90. A.J. Bard Pásztázó elektrokémiai mikroszkóp(SECM)

1990-92. T.R. Cataldi, S.R. Snyder és H.S. White

Erőmérő atommikroszkópia (AFM)

1992. H. Néher Elektrokémiai mérés egyetlen élő sejtben

Page 20: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Szerves elektrokémia, elektrokémiai áramforrások, műszaki elektrokémia

1945-65. M. Pourbaix Elektrokémiai egyensúlyi (korróziós) diagrammok

1952. (1932-59.)

F.T. Bacon(E Justi, O.K. Dartyan,J.G. Broers)

Az első nagyteljesítményű tüzelőanyag - elem (előző fejlesztési munkák)

1947. G. Neuman Lúgos akkumulátorok

1953. E. Yeager Szilárd elektródfelületekultrahangos tisztítása

1955. W.H. Brattain és C.G.B. Garrett

Az első félvezető fotogalván-elem

1957. R.M. Perskaya, I.A. Zaidenman, T. Fujinaga

Átfolyásos cellák (nagyfelületű elektródok) elektroszintézis céljára

Page 21: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Szerves elektrokémia, elektrokémiai áramforrások, műszaki elektrokémia

1958. W.S. Harris Lítium-elemek

1959-65. M.M. Baizer Adiponitril szintézise elektrohidro-dimerizációval

1960. M.M. Baizer, H. Lund, H.J. Schäfer,E. Vianello, T. Shono, S. Tori, F. Beck, J.M. Savéant, M. Ja. Fiosin,R.N. Adams

Szerves elektrokémiai szintézisek, mechanizmus vizsgálatok

1966-71. H.B. Beer, S. Trasatti Dimenzionálisan stabilis(mérettartó) anódok (DSA)

1967. J.T. Kummer, N. Weber Szilárd elektrolitos cellák

1987. A.G. McDiarmid, A.J. Heeger Elektromosan vezető polimerek felhasználása elektrokémiai áram-forrásokban

Page 22: Az elektromosság és a kémia kölcsönhatása, az elektrokémia fejlődéstörténete

Köszönöm

a megtisztelő figyelmet!