Kurset introducerer grundlæggende elementer i elektrokemi og principperne for drift af elektrokemisk energikonvertering og lagringsteknologi. Konvertering af elektriske energi i brændsler og kemikalier er en vigtig del af så kaldte Power2X-teknologier. De mest vigtige Power2X koncepter vil blive introduceret, herunder processer som Fischer-Tropsch og Haber-Bosch til fremstilling af syntetisk benzin eller ammoniak. Dette vil danne grundlaget for de studerende til at undersøge avancerede måder for at integrere sådanne teknologier i et bæredygtigt energisystem. Kurset bygger et fundament for avancerede elektrokemikurser og hjælper/er målrettet studerende, der allerede har et systemniveau-overblik over energilagring. En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• Forklare og anvende grundlæggende begreber inden for elektrokemi og elektrokemisk kinetik
• Forklare de fysiske og kemiske principper for forskellige elektrokemiske energilagrings- og -konverteringsteknologier
• Beregne energiindhold, effektkapacitet og energitab i elektrokemiske energikonverterings- og lagringsenheder
• Designe og implementere en kvantitativ beskrivelse af de vigtigste operative og teknoøkonomiske egenskaber ved en energikonverterings- og -lagringsenhed
• Beskrive de vigtigste ruter til fremstilling af bæredygtigt brændstof og kemikalier
• Designe et bæredygtigt energisystem ved at integrere den rigtige type og dimension af elektrokemiske energikonverterings- og lagringsteknologier
• Analysere og sammenligne forskellige systemintegrationsscenarier med hensyn til energieffektivitet og omkostninger
• Organisere og udføre gruppebaseret projektarbejde
• Kommunikere tekniske emner både mundtligt og skriftligt
• Evaluere en videnskabelig præsentation og give konstruktiv feedback til fagfæller

Kurset introducerer de grundlæggende koncepter og fundamentale principper for elektrokemi og deres anvendelse til at beskrive ydeevne og operationelle egenskaber ved forskellige elektrokemiske energilagrings- og konverteringsenheder. Der fokuseres på sekundære batterier, flowbatterier, elektrolyse / brændselsceller og elektrokatalytiske teknologier. Forskellige tilgange til produktion af bæredygtigt brændstof og kemikalier, der kombinerer elektrokemisk energiomdannelse og katalyse, er også omfattet. Styrker og svagheder ved forskellige teknologier til at imødekomme specifikke behov i et bæredygtigt energisystem fremhæves. Den opnåede forståelse anvendes i gruppeprojekter, der er målrettet mod designet af bæredygtige energisystemer, som omfatter flere forskellige enheder, størrelser og integreret på en måde, der tager hensyn til både energieffektivitet og omkostninger.
Kurset består af forelæsninger, der introducerer grundlæggende koncepter, principper og metodologier, samt gruppeopgaver, der sigter mod praktisk implementering af de introducerede koncepter til kvantitativ beskrivelse af forskellige elektrokemiske energikonverterings- og opbevaringsenheder. Disse opgaver præsenteres i plenum og diskuteres med hensyn til videnskabelig nøjagtighed og præsentationsevne. Resultatet af disse opgaver deles mellem de studerende og danner grundstenen for integrationen af flere enheder i en bæredygtig systemsammenhæng inden for rammerne af et gruppeprojekt. I kurset bruger vi kun undervisningsmateriale - lærebøger, artikler, osv. - der er gratis tilgængelig via f.eks. DTU-bibliotek (https://findit.dtu.dk/) eller materiale tilføjet til DTU Learn kursus gruppen.
Primær lærebog:
Electrochemical Engineering., T.F. Fuller, J.N. Harb, Wiley, 2018. ISBN: 978-1-119-00425-7 Studerende fra BSc. Eng. Sustainable Energy Design vil have prioritet, hvis kurset er overtegnet. 03. juni, 2020