Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Akumulatory i ogniwa paliwowe
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
EELT-2-308-IE-s
Wydział:
Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Inżynieria elektryczna w pojazdach samochodowych
Kierunek:
Elektrotechnika
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Świerczek Konrad (xi@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Moduł ma charakter badawczy i praktyczny, gdzie oprócz wiedzy przekazywanej na wykładach studenci konstruują i testują proste systemy elektrochemiczne do magazynowania i konwersji energii.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student posiada usystematyzowaną wiedzę w zakresie budowy, doboru materiałów, procesów elektrodowych oraz właściwości użytkowych ogniw galwanicznych i akumulatorów. ELT2A_W02, ELT2A_W01, ELT2A_W08 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Student posiada usystematyzowaną wiedzę w zakresie budowy, doboru materiałów, procesów elektrodowych oraz właściwości użytkowych ogniw paliwowych nisko- i wysokotemperaturowych. ELT2A_W02, ELT2A_W01, ELT2A_W08 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student posiada umiejętność wykorzystania danych literaturowych oraz własnej wiedzy w zakresie zespołowego wykonania oraz opracowania wyników badań właściwości elektrochemicznych laboratoryjnych ogniw galwanicznych i paliwowych. ELT2A_U10, ELT2A_U01, ELT2A_U03, ELT2A_U02 Zaangażowanie w pracę zespołu,
Udział w dyskusji,
Sprawozdanie,
Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student potrafi rozwiązywać zadane zagadnienia w zakresie ogniw galwanicznych i paliwowych w sposób kreatywny angażując się w pracę zespołu. ELT2A_K01 Zaangażowanie w pracę zespołu,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie,
Aktywność na zajęciach
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
48 28 0 20 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student posiada usystematyzowaną wiedzę w zakresie budowy, doboru materiałów, procesów elektrodowych oraz właściwości użytkowych ogniw galwanicznych i akumulatorów. + - + - - - - - - - -
M_W002 Student posiada usystematyzowaną wiedzę w zakresie budowy, doboru materiałów, procesów elektrodowych oraz właściwości użytkowych ogniw paliwowych nisko- i wysokotemperaturowych. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student posiada umiejętność wykorzystania danych literaturowych oraz własnej wiedzy w zakresie zespołowego wykonania oraz opracowania wyników badań właściwości elektrochemicznych laboratoryjnych ogniw galwanicznych i paliwowych. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi rozwiązywać zadane zagadnienia w zakresie ogniw galwanicznych i paliwowych w sposób kreatywny angażując się w pracę zespołu. - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 90 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 48 godz
Przygotowanie do zajęć 14 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 28 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (28h):

1. Wprowadzenie. Elektrody: rodzaje i właściwości, zastosowanie.
2. Polaryzacja elektrodowa.
3. Rodzaje reaktorów elektrochemicznych: elektrolizery, ogniwa galwaniczne, ogniwa paliwowe.
4. Klasyfikacja i właściwości ogniw galwanicznych. Akumulatory.
5. Mechanizm reakcji elektrodowych w ogniwach galwanicznych.
6. Rozwiązania przemysłowe w zakresie akumulatorów.
7. Klasyfikacja i właściwości ogniw paliwowych.
8. Paliwa dla ogniw paliwowych. Proces reformingu.
9. Mechanizm reakcji elektrodowych w nisko- i wysokotemperaturowych ogniwach paliwowych.
10. Rozwiązania przemysłowe w zakresie ogniw paliwowych nisko- i wysokotemperaturowych.

Ćwiczenia laboratoryjne (20h):

1. Konstrukcja ogniw galwanicznych typu guzikowego. Pomiary podstawowych właściwości elektrochemicznych ogniw.
2. Synteza materiałów elektrodowych i elektrolitu dla ogniwa paliwowego IT-SOFC. Otrzymanie spieku elektrolitu stałego. Przygotowanie past elektrodowych.
3. Konstrukcja laboratoryjnego stałotlenkowego ogniwa paliwowego typu IT-SOFC.
4. Testy parametrów użytkowych pracy skonstruowanego ogniwa IT-SOFC (krzywe prąd-napięcie, krzywe mocy, wpływ przepływu paliwa i utleniacza).

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

W celu uzyskania zaliczenia z ćwiczeń laboratoryjnych konieczne jest zaliczenie wszystkich zaplanowanych ćwiczeń. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co będzie zweryfikowane przez kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Do zaliczenia ćwiczenia laboratoryjnego wymagane jest zdanie kolokwium oraz oddanie sprawozdania zawierającego uzyskane wyniki badań wraz z ich analizą i podsumowaniem. Ocena zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych (L) wyznaczana będzie jako średnia arytmetyczna z ocen sprawozdań.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co będzie zweryfikowane przez kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako OK = 0,5*W1*L, gdzie W1 oznacza współczynnik zależny od terminu uzyskania oceny pozytywnej. W1 = 1 w przypadku uzyskania pozytywnej oceny w pierwszym terminie; W1 = 0,9 w przypadku uzyskania pozytywnej oceny w drugim terminie; W1 = 0,8 w przypadku uzyskania pozytywnej oceny w trzecim terminie.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Na ćwiczeniach laboratoryjnych nie jest dopuszczalna nieobecność nieusprawiedliwiona. W przypadku nieobecności usprawiedliwionej student będzie miał możliwość zaliczenia ćwiczenia w dodatkowym uzgodnionym terminie.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość podstaw chemii, termodynamiki i fizyki. Nie jest wymagane wcześniejsze zaliczenie innych modułów poza obowiązkowymi wg planu studiów.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. P.W. Atkins, Chemia Fizyczna, PWN 2003
2. K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia Fizyczna, tom 1 i 2, PWN 2009
3. P.G. Bruce (edytor), Solid State Electrochemistry, Cambridge University Press 1995
4. V.V. Kharton, Handbook of Solid State Electrochemistry, Vol. 1, Wiley-VCH 2009
5. Akumulatory, baterie, ogniwa, A. Czerwiński, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, 2005.
6. Lithium Batteries: Science and Technology. Red. G.-A. Nazri, G. Pistoia, Kluwer Academic Publishers, 2004.
7. Handbook of Batteries, D. Linden, T.B. Reddy, McGraw-Hill Professional Publishing, 2001
8. T. Chmielniak, Technologie energetyczne, WNT, 2008
9. W.M. Lewandowski, Proekologiczne odnawialne źródła energii, WNT, 2010

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. K. Świerczek, “Projektowanie właściwości fizykochemicznych tlenkowych materiałów katodowych dla ogniw IT-SOFC oraz Li-ION”, Ceramika / Ceramics, 111 (2010), ISSN 0860-3340, ISBN 978-83-60958-68-1
2. K. Zheng, K. Świerczek, J.M. Polfus, M.F. Sunding, M. Pishahang, T. Norby, “Carbon deposition and sulfur poisoning in SrFe0.75Mo0.25O3-δ and SrFe0.5Mn0.25Mo0.25O3-δ electrode materials for symmetrical SOFCs” Journal of the Electrochemical Society 162(9) (2015) F1078-F1087
3. C. Kuroda, K. Zheng, K. Świerczek, “Characterization of novel GdBa0.5Sr0.5Co2-xFexO5+δ perovskites for application in IT-SOFC cells”, International Journal of Hydrogen Energy 38(2) (2013) 1027-1038
4. Q. Xia, H. Zhao, Z. Du, Z. Zhang, S. Li, C. Gao, K. Świerczek, “Design and synthesis of 3-D hierarchical molybdenum dioxide/nickel/carbon structured composite with superior cycling performance for lithium ion batteries”, Journal of Materials Chemistry A 4(2) (2016) 605-611

Informacje dodatkowe:

Brak.