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