Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Energy technologies - batteries and fuel cells
Tok studiów:
2013/2014
Kod:
STC-2-104-SF-s
Wydział:
Energetyki i Paliw
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Sustainable Fuels Economy
Kierunek:
Technologia Chemiczna
Semestr:
1
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
prof. nadzw. dr hab. Tomczyk Piotr (ptomczyk@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Raźniak Andrzej (razniak@agh.edu.pl)
prof. nadzw. dr hab. inż. Dudek Magdalena (potoczek@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student is aware of importance of new approach to energy problems, in particular to sustainable development, effectiveness of conversion, environment protection and energy storage. TC2A_W04, TC2A_W07, TC2A_W14 Kolokwium,
Udział w dyskusji
M_W002 Student explains how to store energy in non-electrochemical way: Hydro-pumped, CAES, SMES, Flywheels, synthetic fuels and can project to apply them in energy system. TC2A_W07, TC2A_W17, TC2A_W09 Kolokwium,
Prezentacja,
Udział w dyskusji
M_W003 Student has a knowledge of ionic conductivity, types of electrolytes and electrode processes TC2A_W03, TC2A_W01 Kolokwium,
Udział w dyskusji
M_W004 Student explains principles of operation of main electrochemical devices: electrolyzers, sensors, supercapacitors and galvanic cells and their applications in practice TC2A_W04, TC2A_W08, TC2A_W01 Kolokwium,
Sprawozdanie,
Udział w dyskusji
M_W005 Student distinguishes between primary cell, rechargeable battery, flow battery and fuel cell and applications for energy storage and conversion. TC2A_W04, TC2A_W17, TC2A_W08, TC2A_W01 Kolokwium,
Udział w dyskusji
M_W006 Students describes main types of electrochemical accumulators, supercapacitors and fuel cells as well as their potential applications. TC2A_W04, TC2A_W08, TC2A_W10 Kolokwium,
Sprawozdanie,
Udział w dyskusji
Umiejętności
M_U001 Student can determine main parameters of researchable batteries, flow batteries, fuel cells and supercapacitors (efficiency of charge-discharge cycle, maximum power, energy capacity, etc) TC2A_U17, TC2A_U08, TC2A_U09, TC2A_U22 Kolokwium,
Sprawozdanie,
Udział w dyskusji
M_U002 Student can assemble fuel cell from elements, operates the fuel cell and stack of fuel cells, measure its basic parameters (e.g. the maximum power, electrical efficiency, etc.). TC2A_U07, TC2A_U09 Sprawozdanie
M_U003 Student can determine the characteristics of supercapacitors and rechargeable batteries and estimate their charge/discharge efficiency. TC2A_U07, TC2A_U09 Sprawozdanie
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Inne
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
E-learning
Wiedza
M_W001 Student is aware of importance of new approach to energy problems, in particular to sustainable development, effectiveness of conversion, environment protection and energy storage. + - - - - + - - - - -
M_W002 Student explains how to store energy in non-electrochemical way: Hydro-pumped, CAES, SMES, Flywheels, synthetic fuels and can project to apply them in energy system. + - + - - + - - - - -
M_W003 Student has a knowledge of ionic conductivity, types of electrolytes and electrode processes + - - - - - - - - - -
M_W004 Student explains principles of operation of main electrochemical devices: electrolyzers, sensors, supercapacitors and galvanic cells and their applications in practice + - - - - + - - - - -
M_W005 Student distinguishes between primary cell, rechargeable battery, flow battery and fuel cell and applications for energy storage and conversion. + - + - - + - - - - -
M_W006 Students describes main types of electrochemical accumulators, supercapacitors and fuel cells as well as their potential applications. + - - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student can determine main parameters of researchable batteries, flow batteries, fuel cells and supercapacitors (efficiency of charge-discharge cycle, maximum power, energy capacity, etc) - - + - - - - - - - -
M_U002 Student can assemble fuel cell from elements, operates the fuel cell and stack of fuel cells, measure its basic parameters (e.g. the maximum power, electrical efficiency, etc.). - - + - - - - - - - -
M_U003 Student can determine the characteristics of supercapacitors and rechargeable batteries and estimate their charge/discharge efficiency. - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. New trends in electric energy production and distribution system: efficiency of production, energy storage, smart grids. Various approaches to energy problems
2. Mechanism of ionic conductivity in liquid and solid electrolytes (aqueous , molten salts, polymer and ceramic). Characteristic parameters of ionic conductors.
3. Electrolysis. Faraday law. Electrochemical water splitting. Practical application of electrolysis in industry.
4. Thermodynamics and kinetics of galvanic cell: reversible voltage of the cell (Nernst equation); activation, concentration and ohmic polarization. Electric efficiency of galvanic cell. Systems of galvanic cells. Efficiency of charge/discharge type in the case of rechargeable cells and devices.
5. Primary and rechargeable electrochemical cells, flow batteries, fuel cells. Principle of operation. Main representatives of each galvanic cell type.
6. Supercapacitors as a type of electrochemical device for energy storage.
7. State-of-the-art of technology of electrochemical accumulators.
8. Hydrogen economy. Hydrogen-oxygen fuel cells: AFC, PAFC, PEMFC, MCFC and SOFC. Electric efficiency of fuel cell, their stacks and systems.
9. Fuel cell supplied with liquid fuels (methanol, formic acid, hydrocarbons), special types of fuel cells (direct fuel cells, direct carbon fuel cell, regenerative, etc.)
10. State-of-the-art technology of fuel cells, practical application – stationary, domestic, portable. Automotive and military application.

Ćwiczenia laboratoryjne:

Electrolysis of water (polimer electrolyzer). Proton Exchange Membrane (polymeric) (PEMFC), Solid Oxide (SOFC), Direct Methanol and Ethanol (DMFC and DEFC), Direct Carbon (DCFC) Fuel Cells – characteristics, efficiency, parallel and serious connection of the cells, stack of fuel cell. Supercapacitors: characteristics, efficiency of charge/discharge cycle, energy losses.

Zajęcia seminaryjne:

Nowadays applications of batteries and fuel cells: Hindenburg disaster, pacemakers, hearing aid, alkoholometer, hybrid, battery and fuel cell cars, non-standard use of batteries, recycling of batteries, etc.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 125 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w wykładach 15 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 30 godz
Udział w zajęciach seminaryjnych 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 15 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 20 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Average of oral examination, seminar and laboratory exercises

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Fundamental knowledge of chemistry and physics

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1.J.O. Besenhard – Handbook of Battery Materials,Wiley-VCH , April 1999
2.1. Handbook of batteries, D. Linden i T.B. Reddy (Eds), McGraw-Hills 1995
3.A. Czerwiński, Akumulatory, baterie, ogniwa, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, W-wa, 2005
4.S. Srinivasan, Fuel cells. From Fundamentals to applications, Springer, 2006
5.Hydrogen as a Future Energy Carrier. Eds. A. Zuttel, A. Borgschulte, L. Schlapbach, Weinheim, Wiley-VCH Verlag GmBH&Co, 2008.
6.J. Larminie, A. Dicks. Fuel Cell Systems Explained, 2nd Edition. John Wiley and Sons, 2003.
7.EG&G Technical Services, Inc. Fuel Cell Technology-Hand book, 7th Edition. U.S. Department of Energy, 2004.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak