Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fuel cells and hydrogen production
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
STCH-2-209-ET-s
Wydział:
Energetyki i Paliw
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Energy Transition-KIC
Kierunek:
Technologia Chemiczna
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
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

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 can explain the ionic conductivity, types of electrolytes and electrode processes TCH2A_W01, TCH2A_W03 Odpowiedź ustna,
Udział w dyskusji
M_W002 Student exolains principles of operation of main electrochemical devices: electrolyzers, sensors and galvanic cells and their applications in practice TCH2A_W01, TCH2A_W04 Odpowiedź ustna,
Sprawozdanie,
Udział w dyskusji
M_W003 Student distinguishes between primary cell, rechargeable battery, flow battery and fuel cell and how they are employed in energy applications. TCH2A_W01, TCH2A_W04 Odpowiedź ustna,
Udział w dyskusji
M_W004 Students explains characterizes main types of fuel cells and their characteristics. TCH2A_W04 Odpowiedź ustna,
Sprawozdanie,
Udział w dyskusji
M_W005 Studentcan discuss the importance of new approach to energy problems, in particular where effectiveness of conversion and environment protection is concerned. She/he can explain fundamental laws of hydrogen economy. TCH2A_W04 Odpowiedź ustna,
Udział w dyskusji
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student can assemble fuel cell from elements, operates the fuel cell and stack of fuel cells, as well as measure its basic parameters (e.g. the maximum power, electrical efficiency) TCH2A_U07 Sprawozdanie
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student can demonstrate her/his ability for thinking creatively by generating new ideas and solutions. Udział w dyskusji
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
45 15 0 30 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 can explain the ionic conductivity, types of electrolytes and electrode processes + - - - - - - - - - -
M_W002 Student exolains principles of operation of main electrochemical devices: electrolyzers, sensors and galvanic cells and their applications in practice + - + - - - - - - - -
M_W003 Student distinguishes between primary cell, rechargeable battery, flow battery and fuel cell and how they are employed in energy applications. + - - - - - - - - - -
M_W004 Students explains characterizes main types of fuel cells and their characteristics. + - + - - - - - - - -
M_W005 Studentcan discuss the importance of new approach to energy problems, in particular where effectiveness of conversion and environment protection is concerned. She/he can explain fundamental laws of hydrogen economy. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student can assemble fuel cell from elements, operates the fuel cell and stack of fuel cells, as well as measure its basic parameters (e.g. the maximum power, electrical efficiency) - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student can demonstrate her/his ability for thinking creatively by generating new ideas and solutions. - - - - - - - - - - -
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 45 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 25 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (15h):

1.Mechanism of ionic conductivity in liquid and solid electrolytes (aqueous , molten salts, polymer and ceramic). Characteristic parameters of ionic conductors.
2.Electrolysis. Faraday law. Electrochemical water splitting. Practical application of electrolysis in industry.
3.Thermodynamics and kinetics of galvanic cell: reversible voltage of the cell (Nernst equation); activation, concentration and ohmic polarizations. Electric efficiency of galvanic cell. Systems of galvanic cells.
4.Primary and rechargeable electrochemical cells, flow batteries, fuel cells. Principles of operation. Main representatives of each galvanic cell type.
5. Hydrogen economy. Hydrogen-oxygen fuel cells: AFC, PAFC, PEMFC, MCFC and SOFC. Electric efficiency of fuel cell, their stacks and systems.
6.Fuel cell supplied with liquid fuels (methanol, formic acid, hydrocarbons), special types of fuel cells (direct fuel cells, direct carbon fuel cell, regenerative, etc.)
7.State-of-the-art technology of fuel cells, practical application – stationary, domestic, portable. Automotive and military application.

Ćwiczenia laboratoryjne (30h):

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.

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:

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:

Grading:
Grading formula: FG=PMWFoexam*PMGoexam+ PMWFlabex*PMGlabex
Where:
• FG-final grade
• PMWFoexam – Oral examination weighting factor – 0,5
• PMGoexam – Grade of achieved LOs relevant to oral examination
• PMWFlabex– Laboratory exercises part weighting factor – 0,5
• PMGlabex – Grade of achieved LOs relevant to laboratory exercises part

All LO weighting factors associated with part of the module (PM) equal 1.

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

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Fundamental knowledge of chemistry and physics

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. S. Srinivasan, Fuel cells. From Fundamentals to applications, Springer, 2006
2. Hydrogen as a Future Energy Carrier. Eds. A. Zuttel, A. Borgschulte, L. Schlapbach, Weinheim, Wiley-VCH Verlag GmBH&Co, 2008.
3. J. Larminie, A. Dicks. Fuel Cell Systems Explained, 2nd Edition. John Wiley and Sons, 2003.
4. 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:

The overall assessment consist of two steps:
1. Assessment of fulfilling of module learning outcomes and OLOs.
2. Assessment and grading of the quality of students work.
EIT OLOs assessed in the industrial internship:
• Making value judgments and sustainability competencies (EIT OLO 1)
• Entrepreneurship skills and competencies (EIT OLO 2)

• Research skills and competencies (EIT OLO 5)
• Intellectual transforming skills and competencies (EIT OLO 6)

The Method of assessments indicated in point description of learning outcomes for modulen icludes assessment of learning outcomes and OLOs