Kurset sigter på at give den studerende en forståelse af beskrivelsen og anvendelsen af funktionelle materialer i eksisterende såvel som nye energiteknologier som fastoxidbrændselsceller, Li-ion-batterier og termoelektriske generatorer. Det er ambitionen at udbrede dit kendskab til materialer og anvendt faststofkemi/​faststoffysik og træne dig i anvendelsen af din viden til dels at beskrive teknologiernes virkemåde, dels at foreslå forbedringer. En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• Beskrive krystalstrukturen af uorganiske faste materialer og redegøre for betydningen af punktdefekter
• Beskrive de vigtigste typer af krystaldefekter i funktionelle oxider og deres betydning for ladningstransport og faststofkemiske processer
• Differentiere mellem isolatorer, halvledere, metaller og ion-ledende materialer
• Forklare betydningen af “ikke-støkiometri” i batteri- og brændselscellematerialer
• Skelne mellem elektrisk, kemisk og elektrokemisk transport og forklare hvordan man måler diffusionskoefficienter
• Beskrive ”CALPHAD”-metoden og dens relevans inden for fasstofkemi
• Forklare hvad termoelektrisk og piezoelektrisk effekt er
• Analysere betydningen af forskellige materialeegenskaber for designet af en piezoelektrisk enhed
• Relatere ydelsen af en termoelektrisk generator til de underliggende materialeegenskaber
• Formulere kriterier for valget af funktionelle materialer til specifikke anvendelser i batterier og brændselsceller

Kursets fokus er på materialeegenskaber af faste krystallinske uorganiske materialer. Beskrivelsen af krystalstrukturer, punktdefekter og defektkemi gennemgås grundigt med henblik på at gøre den studerende i stand til at bruge disse begreber i beskrivelsen af funktionelle materialer og deres anvendelse i diverse energiteknologier. Metoder til at klassificere materialer ud fra deres elektronstruktur/​ledningsevne beskrives og suppleres med elementer fra anvendt termodynamik, der er centrale for forståelsen af koblingsfænomener såsom termoelektrisk og piezoelektrisk effekt. Eksempler på materialer og foretrukne modelbeskrivelser vil tage udgangspunkt i vores forskning inden for brændselsceller, avancerede Li-ion-batterier og termoelektriske generatorer. Kurset vil bestå af forelæsninger såvel som opgaveløsning. Som en del af kurset vil de studerende arbejde med et eget projekt, der går på at designe, på papiret, en hel funktionel enhed inden for en af de adresserede anvendelser (termoelektriske generatorer, Li-ion-batterier, fastoxidbrændselsceller og piezo-elektriske generatorer). De studerende vil arbejde enkeltvis eller i grupper og under supervision med dette. Formålet med dette projekt er at arbejde aktivt med de begreber og beskrivelser, der præsenteres i kurset. Defects and Transport in Crystalline Solids (Kompendium fra Oslo Universitet, T. Norby og P. Kofstad),
"Solid State Chemistry": An Introduction, Fourth Edition, Lesley E. Smart, Elaine A. Moore, CRC Press, eller
"Solid State Chemistry and its Applications", 2nd Edition, Student Edition, Anthony R. West, Wiley.
og kopieret materiale i mindre omfang 24. oktober, 2016