F1 eller E4 Udbydes én gang i F2009.
Udbydes fremover i efterårssemestret i modul E4.
Undervisningsform:
Forelæsninger, gruppearbejde, laboratoriearbejde og udarbejdelse af rapporter. Kurset afsluttes med et længere projektforløb, hvor man skal arbejde selvstændigt med f.eks. syntese, karakterisering og test af en katalysator til brint-brændselsceller. Projektet afsluttes med aflevering af en rapport.
Et tværfagligt kursus, som giver deltagerne fundamental indsigt i nanostrukturerede heterogene katalysatorer gennem forelæsninger om modelkatalysatorer og realistiske multikomponent katalysatorer. Det tilstræbes at den studerende ved hjælp af både teori og praktiske øvelser opnår forståelse for, hvordan det katalytiske materiale designes og produceres. Desuden skal den studerende kunne karakterisere materialets struktur på nanometer-skala og kunne teste materialet med hensyn til katalytisk aktivitet.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
beskrive de vigtigste industrielle katalytiske processer og katalysatorer,
opskrive en heterogen katalytisk reaktion i en mulig reaktionsmekanisme og beskrive denne ved en kinetisk model,
udvælge mulige fysisk-kemiske teknikker til at karakterisere en katalysator og bruge disse til at afgøre dens struktur og virkemåde
beskrive katalytiske processer på nano-, meso- og makroniveau,
benytte de vigtigste karakteriseringsværktøjer til heterogene katalysatorer,
afprøve heterogene katalysatorer og afgøre om deres opførsel kan tilskrives intrinsiske egenskaber ved katalysatoren,
etablere en sammenhæng mellem den atomare indsigt i katalyse og katalysatoropbygning og de mulige industrielle procesbetingelser,
gennemføre et mindre forskningsprojekt, der illustrerer den praktiske anvendelse af de teoretiske elementer i kurset,
selvstændigt opsøge viden om heterogen katalyse og katalysatorer, samt formidle denne i en mundtlig præsentation,
individuelt præsentere sit forskningsprojekt og derigennem illustrere både de vigtigste praktiske og teoretiske elementer i kurset
Kursusindhold:
Kurset består af forelæsninger, gruppearbejde og laboratorieøvelser, som tilsammen dækker en bred vifte af emner: Kort introduktion til katalysatorer, reaktionskinetik, fremstillingsmetoder, samt struktur og reaktivitet af model katalysatorer (enkrystallinske metaller, metaloxider) og industrielle katalysatorer (porøse bærermaterialer, zeolitter, gas-fase syntese af nanostrukturer). Desuden behandles en række eksperimentelle metoder, som er essentielle for karakteriseringen af nanostrukturerede materialer: Måling af overfladeareal, karakterisering ved mikroskopi (skanning tunneling mikroskopi, transmission elektron mikroskopi) og spektroskopi med røntgen og elektroner. Der vil i kurset blive lagt vægt på at få prøvet meget forskelligt apparatur, og arbejdet vil til dels indgå som en del af den forskning, der udføres ved Kemisk Institut. Kurset afsluttes med et projektarbejde, hvor der lægges vægt på selvstændig søgning af den relevante litteratur for prøven samt syntese og karakterisering med et par af de i kurset brugte eksperimentelle teknikker.
