Kunskap och förståelse Efter avslutad kurs ska studenten kunna: förklara termodynamiska och kinetiska principer som styr elektrokemisk och fotokemisk energiomvandling. redogöra för bandstruktur i halvledare för solenergimaterial (solceller, fotokatalysator). redogöra för och analysera hur elektrodreaktioner, masstransport och överpotential påverkar cellspänning och verkningsgrad. beskriva och jämföra uppbyggnad, funktion och materialval i litiumjonbatterier samt relatera dessa till prestanda och säkerhet. Färdigheter och förmåga Efter avslutad kurs ska studenten kunna: tillämpa elektrokemiska samband för att beräkna och utvärdera energi- och effektprestanda i batterier och bränsleceller. analysera spänningsförluster och degraderingsmekanismer i metalljonsbatterier utifrån termodynamiska och kinetiska modeller. genomföra, dokumentera och muntligt redovisa experimentellt arbete inom energiomvandling enligt vetenskaplig praxis. Värderingsförmåga och förhållningssätt Efter avslutad kurs ska studenten kunna: värdera och motivera material- och komponentval med avseende på säkerhet, livslängd och hållbarhet. kritiskt granska och värdera vetenskaplig och teknisk information inom området energiomvandling. formulera välgrundade slutsatser och föreslå förbättringar av energiomvandlingssystem med beaktande av prestanda, säkerhet, resurshushållning och återvinning.
Kursinnehåll
Elektrifiering, vätgassatsningar och metalljonsbatteriteknik formar framtidens industri vilket gör förståelsen för kemisk energiomvandling helt avgörande. Den här kursen fokuserar på elektrokemi, fotokemi och avancerade material som utgör morgondagens energilösningar. Grundläggande kemi och fysikalisk-kemiska principer kopplas till tekniska system: bränsleceller, elektrolysörer, solceller och metalljonsbatterier. Kursen ger verktyg för att analysera, modellera och kritiskt utvärdera energiprocesser – från atomär laddningsöverföring till industriell tillämpning. Kursen är indelad i fyra moduler: **Modul 1: Elektrokemisk energiomvandling (2,5 hp) ** Elektrod–elektrolytgränssnitt Elektrodpotentialer och Nernst-ekvationen Överpotential och polarisation Masstransport och reaktionskinetik Bränsleceller (PEM, SOFC) Elektrolys (vattenspjälkning, CO₂-reduktion) Modul 2: Solenergi och fotokemisk energiomvandling (2 hp) Halvledares bandstruktur Laddningsseparation och rekombination Solceller (kisel, perovskiter) Fotokatalys och artificiell fotosyntes **Modul 3: Metalljonsbatterier (2 hp) ** Batterikomponenter ur ett materialvetenskapligt perspektiv Metalljonsbatteriers elektrokemi, uppbyggnad och funktion Degraderingsmekanismer i metalljonsbatterier **Modul 4: Laboration (1 hp) ** Denna modul involverar praktiskt laboratoriearbete och presentation av experimentella resultat.
Förutsättningar
120 hp varav 60 hp kemi inkl. Materialkemi 7.5hp eller motsvarande.