Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Materiały i technologie wodorowe
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
SPSR-1-703-s
Wydział:
Energetyki i Paliw
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Paliwa i Środowisko
Semestr:
7
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. nadzw. dr hab. inż. Dudek Magdalena (potoczek@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Przedmiot obejmuje zagadnienia dotyczące wytwarzania wodoru, przesyłu, magazynowania i wykorzystania, jako paliwa i nośnika energii. Kolejne zagadnienia to dobór materiałów (ujęcie relacji pomiędzy właściwościami fizykochemicznymi materiałów, ich metodami wytwarzania a ekonomią), jako tworzyw konstrukcyjnych do budowy linii technologicznych w systemach gospodarki wodorowej.

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 ma wiedzę w zakresie podstaw chemii ogólnej i technologii chemicznej zna właściwości wodoru, a w szczególności właściwości chemiczne i technologiczne wodoru. Student umie wskazać wady i zalety poszczególnych nośników energii i paliw konwencjonalnych. Student potrafi zaplanować podstawowe procesy technologiczne z wykorzystaniem wodoru zgodnie z zasadami bezpiecznego użytkowania wodoru PSR1A_W01 Aktywność na zajęciach,
Prezentacja,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W002 Student dysponuje wiedzą dotyczącą przemysłowych metod otrzymywania wodoru, możliwości otrzymywania wodoru z wykorzystaniem źródeł odnawialnych źródeł energii. Student umie podstawy technologiczne metod wytwarzania wodoru. Potrafi wskazać przydatność poszczególnych metod dla konkretnych zastosowań z uwzględnieniem analizy kosztów ekonomicznych PSR1A_W02, PSR1A_W03 Aktywność na zajęciach,
Projekt,
Referat,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W003 Student dysponuje podstawami teoretycznymi dotyczącymi metod magazynowania wodoru, umie wymienić podstawowe metody magazynowania wodoru. Potrafi wskazać rodzaje materiałów przydatnych do magazynowania wodoru. Potrafi przeanalizować pod względem techniczno-ekonomicznym metodę dla danych zastosowań PSR1A_W02 Aktywność na zajęciach,
Prezentacja,
Referat,
Wynik testu zaliczeniowego
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych źródeł związanych z naukami chemicznymi integruje je, interpretuje oraz wyciąga wnioski i interpretuje je PSR1A_U06 Aktywność na zajęciach,
Prezentacja,
Referat,
Wynik testu zaliczeniowego
M_U002 Student porozumiewania się przy użyciu różnych technik w środowisku zawodowym oraz w innych środowiskach, także w języku angielskim PSR1A_U06 Prezentacja
M_U003 Student potrafi przygotować i przedstawić w języku polskim/angielskim prezentację ustną dotyczącą zagadnień technologii chemicznej PSR1A_U06 Prezentacja
M_U004 Student rozumie konieczność dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych PSR1A_U08 Prezentacja
M_U005 Student angażuje się w dyskusję w grupie, jak również z prowadzącym, i potrafi dobrze sformułować swoje argumenty. PSR1A_U07 Prezentacja
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
30 15 0 15 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 ma wiedzę w zakresie podstaw chemii ogólnej i technologii chemicznej zna właściwości wodoru, a w szczególności właściwości chemiczne i technologiczne wodoru. Student umie wskazać wady i zalety poszczególnych nośników energii i paliw konwencjonalnych. Student potrafi zaplanować podstawowe procesy technologiczne z wykorzystaniem wodoru zgodnie z zasadami bezpiecznego użytkowania wodoru + - + - - - - - - - -
M_W002 Student dysponuje wiedzą dotyczącą przemysłowych metod otrzymywania wodoru, możliwości otrzymywania wodoru z wykorzystaniem źródeł odnawialnych źródeł energii. Student umie podstawy technologiczne metod wytwarzania wodoru. Potrafi wskazać przydatność poszczególnych metod dla konkretnych zastosowań z uwzględnieniem analizy kosztów ekonomicznych + - + - - - - - - - -
M_W003 Student dysponuje podstawami teoretycznymi dotyczącymi metod magazynowania wodoru, umie wymienić podstawowe metody magazynowania wodoru. Potrafi wskazać rodzaje materiałów przydatnych do magazynowania wodoru. Potrafi przeanalizować pod względem techniczno-ekonomicznym metodę dla danych zastosowań + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych źródeł związanych z naukami chemicznymi integruje je, interpretuje oraz wyciąga wnioski i interpretuje je - - + - - - - - - - -
M_U002 Student porozumiewania się przy użyciu różnych technik w środowisku zawodowym oraz w innych środowiskach, także w języku angielskim - - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi przygotować i przedstawić w języku polskim/angielskim prezentację ustną dotyczącą zagadnień technologii chemicznej - - + - - - - - - - -
M_U004 Student rozumie konieczność dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych - - + - - - - - - - -
M_U005 Student angażuje się w dyskusję w grupie, jak również z prowadzącym, i potrafi dobrze sformułować swoje argumenty. - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 60 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 godz
Przygotowanie do zajęć 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 15 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (15h):

1. Właściwości wodoru. Zasady bezpiecznego użytkowania wodoru (2h)
2. Wprowadzenie do gospodarki wodorowej (2h)
3. Metody otrzymywania i przesyłu wodoru (2h)
4. Magazynowanie wodoru- rozwiązania materiałowe (4h)
5. Korozja wodorowa i metody jej zapobiegania (2h)
6. Materiały konstrukcyjne do budowy infrastruktury wodorowej (2h)
7. Wodór, jako ekologiczne paliwo. Jednostki napędowe z wodorem w transporcie (1h)

Ćwiczenia laboratoryjne (15h):

1. Elektroliza wody, jako metoda wytwarzania wodoru. Sprawność procesu
2. Magazynowanie wodoru w ciałach stałych
3. Tworzywa kompozytowe do ciśnieniowego magazynowania wodoru
4. Stałotlenkowe ogniwa paliwowe SOFC – rozwiązania materiałowe
5. Ogniwa paliwowe z protonowymienną membraną -rozwiązania materiałowe
6. Korozja wodorowa
7. Magazynowanie energii elektrycznej w postaci paliwa wodorowego

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:

Wykład
forma sprawdzania wiadomości – test oraz jego wstępny termin przedstawiany jest na I wykładzie.
Test jest potwierdzany na wykładach nie później niż na miesiąc przed jego terminem. W przypadku otrzymania oceny niedostatecznej (2.0) Student ma prawo do jej 2-krotnej poprawy.
Laboratorium
Warunki zaliczenia laboratorium regulamin BHP, zakres przedmiotowy (tematy ćwiczeń laboratoryjnych, instrukcje do ćwiczeń, wymagany zakres materiału teoretycznego do ćwiczeń) są przedstawiane studentom na I zajęciach organizacyjnych. Student potwierdza zapoznanie się z wymogami BHP oraz przedmiotu podpisem. Warunkiem zaliczenia laboratorium jest wykonanie 5 ćwiczeń praktycznych. Student zobowiązany jest do zaliczenia części teoretycznej (odp. ustna, lub pisemna), praktycznego wykonania ćwiczenia oraz oddania sprawozdania z części praktycznej. Waga ocen 0.5 OD + 0.5SPR. Student ma prawo do poprawienia jednego dowolnego ćwiczenia lub uzupełnienia brakującego na zajęciach dodatkowych przewidzianych w harmonogramie.

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 może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Oceny z laboratorium (L) i testu sprawdzającego (T) obejmującego problemy poruszane na wykładach i seminariach obliczane są następująco: procent uzyskanych punktów przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.

Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona powyższych ocen:
OK = 0,6·w·T + 0,4·w·L
w = 1 dla I terminu, w = 0,9 dla II terminu, w = 0,8 dla III terminu

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

Student nieobecny z powodu choroby ma prawo do wykonania ćwiczeń na innych grupach laboratoryjnych lub w terminie dodatkowym ustalonym przez prowadzącego.
Inne przyczyny losowe będą rozważane zgodnie z regulaminem studiów i konsultowane
z odpowiedzialnym za przedmiot. Ostanie zajęcia laboratoryjne są przewidziane dla uzupełnienia braków lub poprawy ćwiczenia w celu uzyskania wyższej oceny

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Student powinien posiadać podstawowe wiadomości z zakresu chemii, fizyki i podstaw technologii chemicznej

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1.J. Surygała Wodór jako paliwo, Wydawnictwo Naukowo Techniczne WNT 2008 W-wa
2. A. Czerwiński, Akmulatory, baterie i ogniwa Wydawnictwo Komunikacji i Łączności WKŁ 2005
3. www.Ogniwo paliwowe –info. Portal poświęcony ogniwom paliwowym
4. Biuletyn Polskiego Stowarzyszenia Ogniw Paliwowych i Wodoru
6. Materiały anglojęzyczne dostarczane przez prowadzącego

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. M.Dudek, P. Tomczyk, P.Wygonik, M. Korkosz, P. Bogusz, B. Lis Hybrid fuel cell – battery system as a main power unit for small unmanned aerial vehicles (UAV), International Journal of Electrochemical Science 2013 vol. 8 iss. 6, s. 8442–8463
2. M.Dudek, B.Lis, R. Lach, S. Daguela, T. Salkus, M. Mosiałek, R. P.Socha, M. Gajek, J. Morgiel, M. Ziąbka, Ba0.95Ca0.05Ce0.9Y0.1O3 as an electrolyte for proton-conducting ceramic fuel cells, Electrochimica Acta 304 (2019) 70-79
3. Some aspects of gaseous hydrogen storage and the performance of a 10-kW polymer electrolyte membrane fuel cells stack as part of a hybrid power source / M. DUDEK, A. RAŹNIAK, P. Dudek, M. Korkosz, P. Wygonik, P. Bogusz, W. Frączek // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science ; ISSN 1755-1307. — 2019 vol. 214 [no.] 1 art. no. 012125, s. 1–10.
4. dapter do przetaczania wodoru ze zbiornika stacjonarnego do przenośnych butli — [Adapter for transferring hydrogen from a stationary tank to portable cylinders] / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie; wynalazca: DUDEK Magdalena, RAŹNIAK Andrzej, LIS Bartłomiej, przyznane prawo ochronne wzór użytkowy

Informacje dodatkowe:

Brak