دانش و فناوری الکتروشیمیایی ۲۰۱۱
Electrochemical Science and Technology 2011

الکتروشیمی رشته‌ای با گستره‌ی وسیع علمی و فناوری است. از نظر علمی، این رشته به بررسی خواص الکتریکی مواد، به‌ویژه سطوح مشترک بین انواع مختلف ماده می‌پردازد. از نظر فناوری، الکتروشیمی به گونه‌های مختلفی در زندگی ما نقش دارد که کمتر کسی به طور کامل از آن آگاه است؛ به عنوان مثال، موادی متنوع مانند آلومینیوم، نایلون و سفیدکننده به روش الکتروشیمیایی تولید می‌شوند، در حالی که باتری‌هایی که انواع لوازم، وسایل نقلیه و دستگاه‌ها را تغذیه می‌کنند، محصول تحقیقات الکتروشیمیایی هستند. حوزه‌های دیگری که علم الکتروشیمی در آن‌ها نقشی حیاتی ایفا می‌کند عبارتند از خوردگی، گندزدایی آب، نوروفیزیولوژی، حسگرها، ذخیره‌سازی انرژی، نیمه‌رساناها، فیزیک رعد و برق، آنالیز زیست‌پزشکی و غیره.

این کتاب، الکتروشیمی را به عنوان علمی مستقل مورد بررسی قرار می‌دهد، هرچند که قویاً بر پایه‌هایی استوار است که توسط شیمی، فیزیک و ریاضیات فراهم شده‌اند. در فصل‌های اولیه، خواص الکتریکی و شیمیایی موادی که سلول‌های الکتروشیمیایی از آن‌ها ساخته می‌شوند، مورد بحث قرار می‌گیرند. رفتار این سلول‌ها در فصل‌های بعدی بررسی می‌شود، با تأکید بر الکترودها و واکنش‌هایی که در سطوح آن‌ها رخ می‌دهد. نقش انتقال مواد به و از الکترودها موضوعی است که توجه زیادی را به خود جلب می‌کند، زیرا به طور اساسی راندمان سلول را تعیین می‌کند. فصل‌های پایانی به ولتامتری، روشی که برای بررسی رفتار الکترودها استفاده می‌شود، اختصاص دارد. در میان فصل‌های بنیادی‌تر، فصل‌هایی نیز به کاربردهای الکتروشیمی اختصاص یافته است: الکتروسنتز، منابع تغذیه، “الکتروشیمی سبز” و خوردگی.

علم و فناوری الکتروشیمی برای تمام کسانی نوشته شده است که نیاز دارند تا با اصول الکتروشیمی آشنا شوند و در مورد برخی از کاربردهای آن بیاموزند. این کتاب می‌تواند به عنوان متن درسی برای یک دوره کارشناسی ارشد یا دکترا در الکتروشیمی مورد استفاده قرار گیرد. همچنین به عنوان منبعی برای مواد مورد علاقه دانشمندان و متخصصان فناوری در زمینه‌های مختلف در سراسر دانشگاه‌ها، صنعت و دولت – شیمی‌دانان، فیزیک‌دانان، مهندسان، متخصصان محیط زیست، دانشمندان علم مواد، زیست‌شناسان و کسانی که در تلاش‌های مرتبط هستند – به کار می‌رود.

این کتاب:

* پیشینه‌ای برای الکتروشیمی فراهم می‌کند، و همچنین به خود این موضوع می‌پردازد.
* برای همه کسانی که دارای پایه‌ای در علوم فیزیکی هستند، قابل دسترس است، نه فقط برای شیمی‌دانان.
* هم برای دانشجویان و هم برای کسانی که در مراحل بعدی حرفه خود هستند، نوشته شده است.
* دارای لینک‌های وب (از طریق www.wiley.com/go/EST) به مطالب گسترده‌ای است که ماهیت حاشیه‌ای، تخصصی یا ریاضیاتی دارند.
* شامل سوالاتی به عنوان پانویس برای پشتیبانی از درک در حال تکامل خواننده از مطالب است، با پاسخ‌های کاملاً حل شده که در وب ارائه شده‌اند.
* دسترسی وب به صفحات گسترده Excel® را فراهم می‌کند که به خواننده امکان مدل‌سازی رویدادهای الکتروشیمیایی را می‌دهد.
* دارای یک پیوست فراوان از داده‌های مرتبط است.

Electrochemistry is a discipline of wide scientific and technological interest. Scientifically, it explores the electrical properties of materials and especially the interfaces between different kinds of matter. Technologically, electrochemistry touches our lives in many ways that few fully appreciate; for example, materials as diverse as aluminum, nylon, and bleach are manufactured electrochemically, while the batteries that power all manner of appliances, vehicles, and devices are the products of electrochemical research. Other realms in which electrochemical science plays a crucial role include corrosion, the disinfection of water, neurophysiology, sensors, energy storage, semiconductors, the physics of thunderstorms, biomedical analysis, and so on.

This book treats electrochemistry as a science in its own right, albeit resting firmly on foundations provided by chemistry, physics, and mathematics. Early chapters discuss the electrical and chemical properties of materials from which electrochemical cells are constructed. The behavior of such cells is addressed in later chapters, with emphasis on the electrodes and the reactions that occur on their surfaces. The role of transport to and from electrodes is a topic that commands attention, because it crucially determines cell efficiency. Final chapters deal with voltammetry, the methodology used to investigate electrode behavior. Interspersed among the more fundamental chapters are chapters devoted to applications of electrochemistry: electrosynthesis, power sources, “green electrochemistry”, and corrosion.

Electrochemical Science and Technology is addressed to all who have a need to come to grips with the fundamentals of electrochemistry and to learn about some of its applications. It will constitute a text for a senior undergraduate or graduate course in electrochemistry. It also serves as a source of material of interest to scientists and technologists in various fields throughout academia, industry, and government – chemists, physicists, engineers, environmentalists, materials scientists, biologists, and those in related endeavors.

This book:

• Provides a background to electrochemistry, as well as treating the topic itself.
• Is accessible to all with a foundation in physical science, not solely to chemists.
• Is addressed both to students and those later in their careers.
• Features web links (through www.wiley.com/go/EST) to extensive material that is of a more tangential, specialized, or mathematical nature.
• Includes questions as footnotes to support the reader’s evolving comprehension of the material, with fully worked answers provided on the web.
• Provides web access to Excel® spreadsheets which allow the reader to model electrochemical events.
• Has a copious Appendix of relevant data.