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