KEMS4540 Pintakemia ja katalyysi (5 op)

• johdatus katalyysiin ja sen merkitys yhteiskunnalle
• katalyysin peruskäsitteistö
• kiinteiden metalli- ja oksidipintojen luokittelu ja ominaisuudet
• heterogeenisen katalyysin ja elektrokatalyysin perusteet
• katalyyttien vakauteen, aktiivisuuteen ja valikoituvuuteen vaikuttavat mikroskooppiset ja makroskooppiset tekijät
• erilaiset kokeelliset ja laskennalliset työkalut
• johdatus reaktiokinetiikkaan ja sen soveltaminen yksinkertaisiin heterogeenisiin katalyysireaktioihin
• teollisesti merkittävät katalyysireaktiot kuten ammoniakkisynteesiin
• katalyysin roolin vihreässä energiasiirtymässä ja kestävässä kehityksessä

Opintojakson hyväksytysti suorittanut opiskelija ymmärtää syvällisesti pintojen ja katalyyttien ominaisuuksia ja reaktiivisuutta sekä termo- että elektrokatalyyttisissä sovelluksissa. Hän on perehtynyt erilaisiin kokeellisiin ja teoreettisiin työkaluihin ja menetelmiin sekä hankkinut kokemusta siitä, millaisiin tieteellisiin kysymyksiin näitä voidaan soveltaa katalyysitutkimuksessa. Lisäksi opiskelija on tutustunut laajemmin katalyysin merkittäviin sovelluskohteisiin kestävän kehityksen, vihreän energian ja kiertotalouden kontekstissa. Hän ymmärtää paremmin katalyyttisten prosessien roolin kemianteollisuudessa ja ympäristön kannalta kestävien ratkaisujen luomisessa. Tämä syventää opiskelijan näkemystä siitä, miten katalyysillä on keskeinen asema kestävän tulevaisuuden rakentamisessa eri teollisuudenaloilla ja eneriantuotannossa.

Työelämätaidot:

Opiskelija osaa hyödyntää laskennallisia ja kokeellisia tuloksia ymmärtääkseen katalyyttien ominaisuuksia ja katalyyttisiä reaktioita eri sovelluksissa. Kurssilla tehty itsenäinen kirjallinen työ sekä sen suullinen esittäminen tukevat yleisten työelämätaitojen kehittymisessä.

Kurssi luennoidaan lukuvuosina 2024-2025 periodissa 3 ja 2026-2027 periodissa 4. Kurssi on tentittävissä lukuvuonna 2025-2026 ja 2027-2028.

Suositellaan esitiedoiksi kemian ainopintojen sisältämät fysikaalisen kemian opintojaksot KEMA2240 ja KEMA2250 ta vastaavat tiedot.

• I. Chorkendorff and J.W. Niemantsverdriet: Concepts of Modern Catalysis and Kinetics (ISBN: 3572305742)