47338 Organiske energimaterialer

2024/2025

Kurset giver en introduktion til organiske funktionelle materialer. Det dækker deres struktur, processering, fysisk-kemiske egenskaber og anvendelser inden for bæredygtige energiteknologier såsom solceller, batterier og kunstig fotosyntese.
Kursusinformation
Organic energy materials
Engelsk
5
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
Retningsspecifikt kursus (MSc), Sustainable Energy Technologies
Teknologisk specialisering (MSc), Sustainable Energy
E5A (ons 8-12)
Campus Lyngby
Forelæsninger, eksperimentelle øvelser, computerøvelser.
Sikkerhed i laboratoriet indgår som en del af kurset.
13-uger
E5A
Mundtlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
Ved karaktergivning anvendes en helhedsvurdering af rapporter, opgaver og den mundtlige eksamen.
10 minutters præsentation og 10 minutters spørgsmål
Ingen hjælpemidler
7-trins skala , intern bedømmelse
(26000/26026/26030 or equivalent) (10020/10018/10041 or equivalent)
Minimum 10 Maksimum: 24
Piotr de Silva , Lyngby Campus, Bygning 301 , pdes@dtu.dk
Johan Hjelm , Lyngby Campus, Bygning 310 , johh@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
Formålet med kurset er at introducere forskellige typer organiske materialer, der anvendes til energikonvertering og -lagring. Organiske energimaterialer (OEM) er et potentielt billigt og bæredygtigt alternativ til deres traditionelle modstykker, der indeholder forskellige metaller. Gennem en kombination af forelæsninger med eksperimenter og computerøvelser vil de studerende lære om forskellige typer af elektro- og fotoaktive OEM'er og deres anvendelser i teknologier såsom solceller, batterier, elektrokatalyse og kunstig fotosyntese. De vil lære grundlæggende syntetiske teknikker til at fremstille sådanne materialer, elektrokemiske og spektroskopiske metoder til at karakterisere dem og molekylære modelleringsmetoder til at beregne deres egenskaber. Endeligt vil de studerende blive bevidste om relative fordele og ulemper ved state-of-the-art OEM'er samt aktuelle udfordringer i deres udvikling og anvendelse.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Analysere organiske materialers molekylære og elektroniske struktur
  • Forklare forskellene mellem forskellige typer organiske materialer (polymerer, krystaller, kovalente organiske strukturer, væsker)
  • Vurdere fordele og ulemper ved at bruge organiske materialer i energiteknologier
  • Beskrive de elektrokemiske og fotofysiske processer, der forekommer i organiske energimaterialer
  • Beskrive principperne bag udvalgte bæredygtige energiteknologier
  • Designe passende materialer for tilsigtede anvendelser baseret på deres fysisk-kemiske egenskaber
  • Udvælge og anvende syntetiske teknikker til fremstilling af organiske materialer
  • Anvende og evaluere molekylære simuleringer til at beregne grundlæggende strukturelle og elektroniske egenskaber af organiske materialer
  • Udvælge og anvende elektrokemiske og spektroskopiske metoder til at karakterisere materialernes egenskaber
  • Sammenligne og fortolke resultaterne af computersimuleringer og eksperimentel karakterisering
Kursusindhold
Molekylær og elektronisk struktur af molekylære byggeblokke til organiske materialer. Kemi og processering af forskellige typer organiske materialer (polymerer, krystaller, kovalente organiske rammer, væsker). Fotofysiske og elektrokemiske processer i organiske materialer. Eksperimentel karakterisering af organiske materialer. Molekylær modellering af organiske materialer. Organiske fotovoltaiske materialer til solceller. Organiske elektroder og elektrolytter til batterier, herunder redoxflow-batterier. Organiske fotokatalysatorer til kunstig fotosyntese.
Litteraturhenvisninger
Udvalgte kapitler fra lærebøger om organisk kemi og fysisk kemi (f.eks. Clayden, "Organic chemistry", Atkins "Physical Chemistry") vil blive udleveret af underviserne.

Yderligere læsemateriale (lærebøger, artikler) er tilgængelig online eller stilles til rådighed af underviserne.
Sidst opdateret
02. maj, 2024