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