Photochemische Energieumwandlung und künstliche Photosynthese
Photochemical Energy Conversion Artificial Photosynthesis

Modul PH2197

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

PH2197 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das im Wintersemester 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 PH2197 ist Katharina Krischer.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Photochemical Energy Conversion and Artificial Photosynthesis

For the transition to a renewable energy based energy supply, the greatest challenge is the energy storage to compensate for the daily and yearly variability of wind and solar energy. Owing to their high energy density and temporally unlimited storage capacity, fuels, such as hydrogen, methane or liquid hydrocarbons, present the ideal storage medium.
In the lecture we will discuss in-depth state of the art routes to store solar energy directly in form of chemical energy. These routes involve absorption of solar light (mainly by a semiconductor), and accumulation of the minority charge carriers at the semiconductor surface followed by charge transfer of an electron or hole to a chemical species, such as water or carbon dioxide. Artificial pathways to solar fuels will be compared to natural photosynthesis.  The lecture will provide foundations of the various areas being necessary to understand the production of fuels from sunlight: semiconductor physics, semiconductor surfaces, the solid-liquid interface,  electron transfer theories, experimental techniques, state of the art of water splitting and carbon dioxide reduction.

Lernergebnisse

After participation in the Module the student is familiar with the prospects of photochemical energy conversion for future energy storage technologies. In particular she/he is able
1.    to explain the physical foundations needed for photochemical energy conversion
2.    to determine the efficiency of individual energy transfer processes with physical concepts
3.    to assess the rank of solar fuels in a future renewable energy scenario
4.    to estimate the applicability of different production routes of solar fuels
5.    to compare photochemical energy conversion to alternative concepts

Voraussetzungen

Bachelor in Physik oder Chemie

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 4 Photochemical Energy Conversion and Artificial Photosynthesis Schindler, W. Mittwoch, 10:00–12:00
sowie Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

lecture, beamer presentation, board work, exercises in individual and group work

Medienformen

practise sheets, accompanying internet site, complementary literature

Literatur

wird in der Vorlesung bekanntgegeben

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.

Aktuell zugeordnete Prüfungstermine

Derzeit sind in TUMonline die folgenden Prüfungstermine angelegt. Bitte beachten Sie neben den oben stehenden allgemeinen Hinweisen auch stets aktuelle Ankündigungen während der Lehrveranstaltungen.

Titel
ZeitOrtInfoAnmeldung
Prüfung in Photochemische Energieumwandlung und künstliche Photosynthese
Mo, 6.2.2017 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin vor 1.4.2017. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date before 2017-04-01. bis 15.1.2017 (Abmeldung bis 5.2.2017)
Mo, 3.4.2017 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin zwischen 3.4.2017 und 29.4.2017. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date between 2017-04-03 and 2017-04-29. bis 2.4.2017

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.