47205 Elektrokemiske energiteknologier

2024/2025

En teknisk værktøjskasse af beregningsmæssige og eksperimentelle metoder, der bruges i elektrokemisk energikonverterings- og lagringsteknologier.
Kursusinformation
Electrochemical energy technologies
Engelsk
5
Bachelor
Kurset udbydes som enkeltfag
Retningsspecifikt kursus (BSc), General Engineering
Tilvalgskursus (B Eng), Elektrisk Energiteknologi
F5A (ons 8-12)
Campus Lyngby
Forelæsninger, regneøvelser, afleveringer, laboratorieøvelser, gruppeprojekter
13-uger
F5A
Skriftlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
De studerende skal aflevere to rapporter. Den skriftlige eksamen indgår med en vægt på 60% i den endelige bedømmelse.
Skriftlig eksamen: 2 timer
Alle hjælpemidler - uden adgang til internettet
7-trins skala , intern bedømmelse
47202/10041
Minimum 10 Maksimum: 40
Christodoulos Chatzichristodoulou , Lyngby Campus, Bygning 310, Tlf. (+45) 4677 5893 , ccha@dtu.dk
Heine Anton Hansen , Lyngby Campus, Bygning 301, Tlf. (+45) 4525 8211 , heih@dtu.dk
Arghya Bhowmik , arbh@dtu.dk
47 Institut for Energikonvertering- og lagring
I studieplanlæggeren
Dette kursus giver den studerende en mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
Overordnede kursusmål
At give den studerende en ingeniørværktøjskasse relateret til elektrokemisk energiomdannelse og lagringsteknologier. Den studerende vil lære teoretiske og eksperimentelle metoder anvendt i relation til elektrokemisk energikonverterings- og lagringsteknologier, samt hvordan man relaterer de grundlæggende enhedsfunktioner med materiale- og mikrostrukturelle egenskaber. Dette vil give indsigt i fx disse teknologiers muligheder og begrænsninger, hvilket bidrager til at opfylde FN's syvende mål for bæredygtig udvikling om overkommelig og ren energi. Den studerende vil også lære at udføre en simpel teknoøkonomisk vurdering af energiteknologier til specifikke anvendelser.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Forklare nøglefunktionaliteter og materialekrav til elektrokemiske energikonverterings- og lagringsteknologier
  • Udnytte nøglebegreber inden for elektrokemi
  • Forbinde elektrokemisk funktionalitet med materialekemi og mikrostruktur
  • Anvende termodynamiske og kinetiske styrende ligninger bag energikonverterings- og lagringsenheder
  • Anvende relevante elektrokemiske metoder til at bestemme nøglekarakteristika og måle ydeevnen af ​​elektrokemiske anordninger
  • Analysere materialer og enhedsegenskaber ved hjælp af beregningsmæssige og eksperimentelle værktøjer
  • Anvende centrale bæredygtigheds- og teknoøkonomiske koncepter på tværs af flere energikonverterings- og lagringsteknologier
  • Anvende tekniske forskningsmetoder til at løse virkelige udfordringer
  • Anvende tekniske og forskningsrelevante præsentationsteknikker
Kursusindhold
Kurset introducerer adskillige elektrokemiske energikonverterings- og lagringsteknologier og forbinder deres funktionalitet med den specifikke materialesammensætning, mikrostruktur og fysisk/kemiske driftsforhold. Kurset er organiseret i tre sammenhængende blokke. 1) Korte forelæsninger med åben diskussion og øvelser af forskellige teoretiske og eksperimentelle metoder forbundet med elektrokemiske energilagrings- og omdannelsesenheder. 2) Et laboratorieprojekt hvor elektrokemiske enheder testes ved hjælp af relevante elektrokemiske metoder såsom cyklisk voltammetri, kronopotentiometri og elektrokemisk impedansspektroskopi, ved brug af 3-elektrodeceller og knapceller. 3) Et 3-ugers langt gruppeprojekt, hvor de studerende vil tage fat på aktuelle energiudfordringer ved hjælp af eksperimentelle, beregningsmæssige eller teknoøkonomiske analysemetoder.
Litteraturhenvisninger
“Fuel Cell Engines” af Matthew. M. Mench (2008) og “Principles and Applications of Lithium Secondary Batteries” by Jung-Ki Park (2012). Begge er tilgængelige online gennem DTU Bibliotek. Yderligere undervisningsmateriale vil være slides og handouts.
Bemærkninger
Studerende fra BSc in General Engineering vil blive prioriteret til kurset.
Dette er et specialiseringskursus efter kursus 47202 (Introduktion til fremtidens energi) med vægt på elektrokemi, materialer, processer, design, teknoøkonomi og eksperimentelle/​beregningsmetoder til brændstof/​elektrolyseceller og batterier.
Sidst opdateret
02. maj, 2024