الكيمياء الكهربية

ما الكيمياء والميكانيكا الكامنتان خلف سيارة كهربائية مقارنة بسيارة تعمل بالبنزين — ولماذا تشعر بفرق أثناء قيادتهما؟ إن مجال الكيمياء الكهربية ليس جديدًا، لكنه استعاد مكانته بقوة مع ظهور تقنيات إنتاج الطاقة وتخزينها، ومع الابتكارات التكنولوجية التي تقودها العلوم والسياسات العامة معًا. ومع الارتفاع المتسارع في الطلب العالمي على الطاقة، تتجه الأبحاث والاختراعات إلى تطوير حلول قادرة على مواجهة هذه التحديات. لفهم الكيمياء الكهربية، ستجمع بين مفاهيم طاقة غيبس الحرة، وتدفّق الإلكترونات، والتحوّل الكيميائي. في هذه الدورة ستستكشف المفاهيم الأساسية لتفاعلات الحمض-القاعدة وعلاقتها بالاتزان الكيميائي، وكيف تؤثر هذه الأفكار في سلوك الأنظمة الكهروكيميائية. ستتعلم أهمية الكيمياء الكهربية وكيف تساعد على تفسير الروابط بين الطاقة الكهربائية والطاقة الكيميائية والطاقة الميكانيكية، ولماذا ينعكس ذلك على كفاءة الأنظمة في الحياة الواقعية. كما ستتعرّف إلى كيفية حدوث تفاعلات الأكسدة والاختزال، وما الذي يجري داخل الخلايا الكهروكيميائية (الفولتية)، وكيف تختلف أنواع البطاريات في كفاءة تخزين الطاقة. تقدم هذه الدورة إطارًا علميًا لفهم التقنيات الحديثة المرتبطة بالطاقة، من مصادرها إلى تخزينها واستخدامها.

• وصف المفاهيم الأساسية في كيمياء الأحماض والقواعد وتفاعلات الاتزان التي تتضمن الأحماض والقواعد
• فهم أهمية الكيمياء الكهربية وعلاقتها بمجالات علمية أخرى وكيف تُطبَّق في الحياة الواقعية
• فهم معنى أن يكون العنصر «مؤكسَدًا» أو «مختزَلًا»
• تحديد الفروق في الكفاءة بين الطاقة الأولية المتجددة من مصادر كهروكيميائية ومصادر الطاقة المعتمدة أساسًا على الوقود الأحفوري
• وصف التفاعلات التي تحدث داخل خلية كهروكيميائية (فولتية)
• تحديد كيفية اختلاف أنواع البطاريات في كفاءة تخزين الطاقة