Overordnede kursusmål
Kurset introducerer grundlæggende elementer i elektrokemi og
principperne for drift af elektrokemisk energikonverterings- og
-lagringsteknologi. Konvertering af elektrisk energi i brændsler og
kemikalier er en vigtig del af såkaldte 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. Det vil danne grundlaget for, at
de studerende kan undersøge avancerede måder til at integrere
sådanne teknologier i et bæredygtigt energisystem. Kurset opbygger
et fundament for avancerede elektrokemikurser og hjælper/er
målrettet studerende, der allerede har et systemniveauoverblik over
energilagring.
Læringsmål
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
- Få adgang til offentligt tilgængelige digitale databaser og
implementere datadrevne metoder til at analysere behov og krav til
bæredygtige energisystemer
- 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
Kursusindhold
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
design 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 integration af flere
enheder i en bæredygtig systemsammenhæng inden for rammerne af et
gruppeprojekt.
Kurset vedrører FN's mål for bæredygtig udvikling 4, 7, 11 og
13 om kvalitetsuddannelse, overkommelig og ren energi, bæredygtige
byer og samfund samt klimahandling.
Litteraturhenvisninger
I kurset bruger vi kun undervisningsmateriale - lærebøger,
artikler, osv. - der er 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
Bemærkninger
Studerende fra BSc. Bæredygtigt Energidesign vil have prioritet,
hvis kurset er overtegnet. Studerende fra BSc. General Engineering
vil have prioritet, hvis kurset er overtegnet.
Sidst opdateret
02. maj, 2024