47211 Elektrokemisk energilagring og Power2X

2024/2025

Power2X-teknologier kan bringe vedvarende elektricitet ind i produktionen af bæredygtige brændstoffer og kemikalier. Dette kursus tager dig ind i elektrokemisk energilagring og relaterede ”Power2X”-teknologier og hjælper dig med at opbygge værktøjssættet til og få praktisk erfaring med design af bæredygtige energisystemer.
Kursusinformation
Electrochemical energy storage and Power2X
Engelsk
5
Bachelor
Retningsspecifikt kursus (BSc), Bæredygtigt Energidesign
Retningsspecifikt kursus (BSc), General Engineering
Teknologiske linjefag, Bæredygtigt Energidesign
E2B (tors 8-12)
Campus Lyngby
Forelæsninger, afleveringer, gruppearbejde og præsentationer, diskussion i grupper
13-uger
E2B
Skriftlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
Tre gruppeopgaver, en afsluttende grupperapport og en skriftlig eksamen/quiz. Gruppeopgaverne og den endelige grupperapport evalueres også mundtligt i klasseværelset. Beståelse af opgaver og afsluttende grupperapport er ikke en forudsætning for at gå til den skriftlige eksamen/quiz.
Skriftlig eksamen: 2 timer
Alle hjælpemidler - uden adgang til internettet
7-trins skala , intern bedømmelse
Grundlæggende kendskab til kemi og fysik er påkrævet.
one or more of 31711. 31713. 47202. 10041. or similar
Minimum 10 Maksimum: 80
Christodoulos Chatzichristodoulou , Lyngby Campus, Bygning 310, Tlf. (+45) 4677 5893 , ccha@dtu.dk
Henrik Lund Frandsen , Lyngby Campus, Bygning 310 , hlfr@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
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