Ηλεκτροχημικά Συστήματα Μετατροπής & Αποθήκευσης Ενέργειας
| Τίτλος | Ηλεκτροχημικά Συστήματα Μετατροπής & Αποθήκευσης Ενέργειας / Electrochemical Energy Conversion and Storage Systems |
| Κωδικός | Μ4Υ15 |
| Σχολή | Θετικών Επιστημών |
| Τμήμα | Χημείας |
| Κύκλος / Επίπεδο | 2ος / Μεταπτυχιακό |
| Περίοδος Διδασκαλίας | Εαρινή |
| Κοινό | Όχι |
| Κατάσταση | Ενεργό |
| Course ID | 600016631 |
Πρόγραμμα Σπουδών: ΠΜΣ "Επιστήμη και Τεχνολογία Ηλεκτροχημικών Συστημάτων
Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 7
| Κατεύθυνση | Τύπος Παρακολούθησης | Εξάμηνο | Έτος | ECTS |
|---|---|---|---|---|
| "Επιστήμη και Τεχνολογία Ηλεκτροχημικών Συστημάτων" | Υποχρεωτικό | 2 | 1 | 10 |
| Τίτλος | Ηλεκτροχημικά Συστήματα Μετατροπής & Αποθήκευσης Ενέργειας |
| Ακαδημαϊκό Έτος | 2022 – 2023 |
| Περίοδος Τάξης | Εαρινή |
| Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ | |
| Ώρες Εβδομαδιαία | 4 |
| Class ID | 600222594
|
Τύπος Μαθήματος 2011-2015
Ειδικού Υποβάθρου / Κορμού
Τρόπος Παράδοσης
- Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
- e-Οδηγός Σπουδών https://qa.auth.gr/el/class/1/600222594
- Στον ιστοχώρο του Τμήματος: http://msc-electrochemical-systems.chem.auth.gr/index.php/en/courses
- eLearning: https://elearning.auth.gr/course/view.php?id=15433
- Άλλη: http://dtsiplak.webpages.auth.gr/joomla/index.php/courses/2-greek/16-electrochemicalsystemsenergy
Γλώσσα Διδασκαλίας
- Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Ο στόχος του μαθήματος είναι η εξοικείωση των φοιτητών με τα ηλεκτροχημικά ενεργειακά συστήματα. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην κατανόηση της λειτουργίας και των εφαρμογών σύγχρονων ηλεκτροχημικών συστημάτων για την μετατροπή και αποθήκευση της ενέργειας.
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής αναμένεται:
- Να κατανοεί σε βάθος τις βασικές αρχές και τους θεμελιώδεις νόμους των ηλεκτροχημικών ενεργειακών συστημάτων
- Να γνωρίζει τις βασικές τεχνολογίες της ηλεκτροχημικής παραγωγής και αποθήκευσης ενέργειας (μπαταρίες, κυψέλες καυσίμου, πυκνωτές)
Γενικές Ικανότητες
- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
- Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
- Αυτόνομη εργασία
- Ομαδική εργασία
- Εργασία σε διεθνές περιβάλλον
- Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
- Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
- Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον
- Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
Περιεχόμενο Μαθήματος
α) Εισαγωγή στα Ηλεκτροχημικά Ενεργειακά Συστήματα: Βασικές αρχές και θερμοδυναμική θεώρηση γαλβανικών κελιών, ηλεκτροχημική μετατροπή ενέργειας, ηλεκτροχημικές τεχνολογίες και αντιδραστήρες αποθήκευσης ενέργειας.
β) Μπαταρίες: Αρχή λειτουργίας μπαταριών, ηλεκτροδιακές δράσεις και χαρακτηρισμός μπαταριών, χαρακτηριστικά μπαταριών, τύποι μπαταριών, συστατικά (διαχωριστής, ηλεκτρόδια, ενεργά συστατικά, συλλέκτες ρεύματος, ηλεκτρολύτες), μπαταρίες πρώτου τύπου, μπαταρίες δεύτερου τύπου (επαναφορτιζόμενες), μπαταρίες λιθίου, μπαταρίες ροής ηλεκτροενεργού ζεύγους (redox flow batteries), εφαρμογές.
γ) Κυψέλες καυσίμου: Βασικές αρχές λειτουργίας, θερμοδυναμική κυψελών καυσίμου, κινητική ηλεκτροδιακών δράσεων, διεργασίες μεταφοράς φορτίου και φαινόμενα μεταφοράς μάζας σε κυψέλες καυσίμου, τύποι κυψελών καυσίμου, ηλεκροχημικός χαρακτηρισμός κυψελών καυσίμου, συστήματα κυψελών καυσίμου, διατάξεις ηλεκτρόλυσης, αναγεννούμενες κυψέλες καυσίμου, εφαρμογές.
δ) Ηλεκτροχημικοί πυκνωτές: ηλεκτροχημική διπλοστοιβάδα, πυκνωτές με ηλεκτρόδια άνθρακα, υλικά και διατάξεις ψευδο-πυκνωτών, υβριδικοί (ασύμετροι) υπερπυκνωτές (supercapacitors), χαρακτηρισμός και διαγνωστικά εργαλεία για ηλεκτροχημικούς υπερπυκνωτές, εφαρμογές.
ε) Εργαστήριο: Ανάπτυξη υλικών και διατάξεων κυψελών καυσίμου και ηλεκτρόλυσης τύπου PEM και SOC. Ηλεκτροχημικός χαρακτηρισμός κυψελών καυσίμου και διατάξεων ηλεκτρόλυσης. Ηλεκτροχημικός χαρακτηρισμός μπαταριών ιόντων λιθίου.
Λέξεις Κλειδιά
Ηλεκτροχημική μετατροπή και αποθήκευση ενέργειας, κυψέλες καυσίμου, μπαταρίες, ηλεκτροχημικοί πυκνωτές
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
- Σημειώσεις
- Διαφάνειες
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
- Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
- Χρήση Τ.Π.Ε. στην Επικοινωνία με τους φοιτητές
Περιγραφή
Χρήση υπολογιστικών πληροφοριακών συστημάτων (π.χ. Matlab, Comsol Multiphysics, Microsoft Excel, Metrohm Autolab Nova) κατά τη διάρκεια των διαλέξεων, με στόχο την αποτελεσματικότερη και πληρέστερη κατανόηση των ηλεκτροχημικών διεργασιών και τεχνολογιών που σχετίζονται με το βασικό αντικείμενο του μαθήματος.
Οργάνωση Μαθήματος
| Δραστηριότητες | Φόρτος Εργασίας | ECTS | Ατομικά | Ομαδικά | Erasmus |
|---|---|---|---|---|---|
| Διαλέξεις | 56 | ✓ | ✓ | ||
| Εργαστηριακή Άσκηση | 10 | ✓ | ✓ | ||
| Μελέτη και ανάλυση βιβλίων και άρθρων | 101 | ✓ | |||
| Συγγραφή εργασίας / εργασιών | 80 | ✓ | |||
| Εξετάσεις | 3 | ✓ | |||
| Σύνολο | 250 |
Αξιολόγηση Φοιτητών
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
- Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης (Διαμορφωτική)
- Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Εκτεταμένης Απάντησης (Διαμορφωτική)
- Γραπτή Εργασία (Διαμορφωτική)
Βιβλιογραφία
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
- "Fuel Cell Fundamentals", Ryan O'Hayre, Suk-Won Cha, Whitney Colella and Fritz B. Prinz, Wiley (2009)
- "Fuel Cell Systems Explained", Andrew L. Dicks and David A. J. Rand, Wiley (2018)
- “Industrial Electrochemistry”, Derek Pletcher and Frank C. Walsh, Springer (1993)
- "Lithium Batteries: Science and Technology:, Gholam-Abbas Nazri and Gianfranco Pistoia (Eds.), Springer (2003)
Τελευταία Επικαιροποίηση
24-01-2024
