Brennstoffzellen in der Energietechnik
Fuel Cells in Energy Technology

Modul PH2068

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

PH2068 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Spezialfachkatalog Physik
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Applied and Engineering Physics
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Physik der kondensierten Materie

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 75 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2068 ist Werner Schindler.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

1. Global energy issues and the role of fuel cells in this scenario 2. Principles of fuel cells 3. Overview of di erent types of fuel cells 4. Thermodynamic and electrochemical fundamentals related to fuel cells: equilib- rium voltages (Nernst equation), conversion e ciencies 5. Fundamentals of electrocatalysis, electrode kinetics (Butler{Volmer relation), current- voltage curves of fuel cells 6. Overview of applications of fuel cells (space, military, mobile, etc.) 7. Anode reactions in fuel cells (hydrogen, methanol, ethanol oxidation) 8. Cathode reaction in fuel cells (oxygen reaction) 9. Polymer electrolyte fuel cells 10. Direct methanol fuel cells and direct alcohol fuel cells 11. Solid oxide fuel cells; reformation processes; direct fuel cells 12. Stationary applications of fuel cells 13. Automotive and transport applications of fuel cells 14. Production and storage of hydrogen in a hydrogen economy

Lernergebnisse

After participation in the module the student is able to: 1. Explain the thermodynamic and electrochemical fundamentals of fuel cells 2. Discuss the pro and cons of the various fuel cell types 3. Discuss environmental and economic issues related to fuel cells (e.g. efficiency, necessary infrastructure for fuel cell based economies)

Voraussetzungen

Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 4 Fuel Cells in energy technology Schindler, W. Mittwoch, 12:00–14:00
sowie Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

lecture, exercises in individual and group work

Medienformen

practise sheets

Literatur

1) K. Kordesch, G. Simader: Fuel Cells and Their Applications, VCH, Weinheim, 1996 2) J. Larminie, A. Dicks: Fuel Cell Systems Explained, John Wiley, West Sussex, UK, 2000 3) H. C.H. Hamann, W. Vielstich: Elektrochemie, Wiley{VCH, 4th Ed., Weinheim, 2005 4) R.A. Zahoransky: Energietechnik, 4. Au age, Vieweg/Teubner, Stuttgart, 2009

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer mündlichen Prüfung wird das Erreichen der Lernergebnisse durch Verständnisfragen und Beispielaufgaben bewertet.

Die Prüfung kann in Übereinstimmung mit §12 (8) APSO auch schriftlich abgehalten werden, in diesem Fall ist der Richtwert für die Prüfungsdauer 60 Minuten.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten. Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.