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TU Berlin

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Brennstoffzellen und Wasserstofftechnologie

Die Lehrveranstaltung "Brennstoffzellen- und Wasserstofftechnolgie" besteht aus einer Vorlesungseinheit (2 SWS). Die Vorlesung kann z.B. als Vertiefungs- oder Wahl- bzw. Wahlpflichtveranstaltung eingebracht werden. Sie wird sowohl im Winter- als auch im Sommersemester angeboten. Folgende Thematiken der "Brennstoffzellen- und Wasserstofftechnolgie" werden in der Lehrveranstaltung behandelt:

  • Brennstoffzelle - Einleitung
    (Definition, Vergleich mit anderen Energiequellen; Vor- und Nachteile; Typen an Brennstoffzellen, Vergleich von verschiedenen Brennstoffzellentypen)
  • Brennstoffzelle - Thermodynamik
    (Gesetze der Thermodynamik; Enthalphie; freie Gibbsenergie; elektrische Energie; Druck- und Temperatur-Abhängigkeiten des Elektrodenpotenial; Nernst-Gleichung; Standard-Elektodenpotenial; pH-Abhängigkeit des Potenials; reversible Elektrodenpotential unter Nicht-Standardbedingungen; Wirkungsgrad)
  • Brennstoffzelle - Reaktionskinetik
    (Elektrodenkinetik; Aktivierungsenergie; Reaktionsgeschindigkeit im Gleichgewicht; Austauschstromdichte-Spannungskurven; Butler-Volmer-Gleichung, Tafel-Gleichung; Katalysator-Design und -Performance)
  • Brennstoffzelle - Ladungstransport
    (Spannungsverluste; Ohm`schen Widerstand; Bedeutung der Leitfähikeit)
  • Brennstoffzelle - Massentransport
    (Stofftransportübergang und -durchgang; Diffusionsvorgänge; limitierende Stromdichte; Konzentrationsabhängigkeiten der Nernstgleichung; konvektiver Stofftransport)
  • Brennstoffzelle - Charakterisierung
    (Strom-Spannung-Kurven; Spannung-Stromdichte-Kurven; elektrochemische Impedanzspektroskopie; Cyclovoltammetrie)
  • Wasserstofferzeugung
  • Wasserstoffspeicherung


Die Betreuung der Studierenden während der Lehrveranstaltung erfolgt über die TU Lehrnplattform ISIS.

Literatur

  1. Ryan O'Hayre, Suk-Won Cha, Whitney Colella, Fritz B. Prinz, "Fuel Cell Fundamentals", Wiley, UB Lehrbuch
  2. Xianguo Li; "Principles of Fuel Cells", Taylor & Francis, New York, UB Lehrbuch
  3. Stratis Karamanolis, "Brennstoffzellen-Schlüsselelemente der Wasserstofftechnologie", Vogel Verlag, UB Lehrbuch
  4. Konstatin Ledjeff-Hey, F. Mahlendorf, Jürgen Roes, "Brennstoffzellen-Entwicklung, Technologie, Anwendung", C F Müller, Heidelberg, UB Lehrbuch

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