10339 Begreber i heterogen katalyse og anvendelser indenfor energikonvertering

2025/2026

Kursusinformation
Concepts in heterogeneous catalysis and applications to energy conversion
Engelsk
5
Kandidat
Retningsspecifikt kursus (MSc), Applied Chemistry
Retningsspecifikt kursus (MSc), Engineering Physics
Retningsspecifikt kursus (MSc), Sustainable Energy Technologies
Teknologisk specialisering (MSc), Sustainable Energy
E3B (fre 13-17)
Campus Lyngby
Forelæsninger og grupperegning.
13-uger
E3B
Bedømmelse af opgave(r)/rapport(er)
Bedømmes som en helhed baseret på en quiz i klassen (25%) ca. midt i semesteret og en afsluttende rapport (75%).
Alle hjælpemidler - med adgang til internettet
7-trins skala , intern bedømmelse
(1003410303)/(2620126222) , Grundlæggende begreber fra fysisk kemi og/eller faststoffysik er nødvendige for dette kursus.
Thomas Bligaard , Lyngby Campus, Bygning 313 , tbli@dtu.dk
Jens Kehlet Nørskov , Lyngby Campus, Bygning 313, Tlf. (+45) 4525 3818 , jkno@dtu.dk
Georg Kastlunger , Lyngby Campus, Bygning 313 , geokast@dtu.dk
Alexander Bagger , Lyngby Campus, Bygning 313 , alexbag@dtu.dk
10 Institut for Fysik
47 Institut for Energikonvertering- og lagring
I studieplanlæggeren
Overordnede kursusmål
Introduktion til heterogen katalyse, inklusive modeller af overfladereaktivitet, ligevægte for adsorbater på overflader, kinetik for overfladereaktioner, elektroniske og geometriske effekter indenfor heterogen katalyse, reaktivitetskorrelationer mellem overflader, katalysatorstruktur og komposition, samt elektrokatalyse. Udvalgte anvendelser og udfordringer indenfor energitransformationer vil blive diskuteret. Kursusdeltageren vil lære hvordan man teoretisk kan bestemme gode katalysatorer.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Dekomponere katalytiske reaktioner til mængder af elementarreaktioner.
  • Beskrive overfladereaktivitet i termer af den underliggende tilstandstæthed af elektroniske tilstande for overgangsmetaller.
  • Beregne potentiel energi diagrammer for katalytiske reaktionerbaseret på energetikken for de elementære reaktionsskridt.
  • Bruge qvasi-ligevægtsapproksimationen sammen med antagelser om ratebegrænsende skridt til at approksimere katalytiske hastigheder.
  • Bruge lineære energirelationer til at bestemme deskriptorer for katalytisk funktionalitet.
  • Løse sæt af rateligninger for overfladeprocesser under antagelse om stationær tilstand.
  • Beregne vulkanrelationer for at bestemme den mest aktive elementære katalysator for en given gasfase reaktion.
  • Beregne selektivitetsplots for katalysatorer.
  • Beregne den optimale elektrokatalysator for en elektrokatalytisk proces under hensyntagen til potential og pH-effekter.
Kursusindhold
Grundlæggende begreber indenfor heterogen katalyse. Systematisk, ab initio tilgang til fænomener indenfor overfladereaktivitet. Forening af termisk heterogen katalyse og elektrokatalyse. Illustreret gennem eksempler primært indenfor energikonvertering. Nøgleelementer: Potentiel energidiagram, frienergidiagram, overfladeligevægte, rateteori, overfladereaktionskinetik, lineære energirelationer, reaktivitet trends, kort over reaktivitet og selektivitet, elektroniske faktorer indenfor katalyse, katalysatorstruktur, aktive sites, katalysatorscreening og elektrokatalyse.
Litteraturhenvisninger
Jens K. Nørskov, Felix Studt, Frank Abild-Pedersen, Thomas Bligaard: Fundamental Concepts in Heterogeneous Catalysis, Wiley (2014)
http:/​/​dx.doi.org/​10.1002/​9781118892114
Sidst opdateret
02. maj, 2025