Elektrochemie

Die Elektrochemie ist in unserer Gesellschaft von grundlegender Bedeutung und in vielen energieproduzierenden und energiespeichernden Systemen wie Batterien, Superkondensatoren und Brennstoffzellen vorhanden.

Die Studierenden lernen die grundlegenden Gesetze kennen, die die verschiedenen Prozesse beschreiben, die an der Grenzfläche Elektrode / Elektrolyt auftreten. Besonderer Wert wird auf den Unterschied zwischen dem Gleichgewicht und dem dynamischen Zustand gelegt. Die Studierenden können Massen- und Oberflächenphänomene, die in elektrochemischen Systemen relevant sind, trennen und wissen, wie solche Phänomene zum energetischen Verlust des Systems beitragen. Darüber hinaus werden die Grundprinzipien der Modellierung für elektrochemische Systeme basierend auf den Prinzipien der Thermodynamik vorgestellt. Die Studierenden können die aktuelle Dichteverteilung, den Energieverbrauch, den Wärme- und Stofftransport sowie Phänomene an der Grenzfläche Elektrode / Elektrolyt modellieren, um die Leistungsfähigkeit des elektrochemischen Systems zu optimieren.

Das Modul besteht aus den Lehrveranstaltungen "Grundlagen der Elektrochemie" und "Modeling and design of electrochemical systems" (englischsprachige Vorlesung).

Lernergebnisse

Nach Teilnahme an der Modulveranstaltung "Grundlagen der Elektrochemie" können Sie

• im Gleichgewicht und im dynamischen Zustand befindliche elektrochemische Systeme beschreiben. 
• Massen- und Oberflächenphänomene, die in elektrochemischen Systemen relevant sind, trennen.
• Energieverluste in elektrochemischen Systemen verstehen.
• Transportphänomene für geladene Teilchen beschreiben.
• Einschränkungen von kinetischen Theorien kritisch diskutieren.

Nach Teilnahme an der Modulveranstaltung "Modeling and design of electrochemical systems" können Sie

• Masse-, Wärme-, Impuls- und Ladungstransportphänomenen in elektrochemischen Systemen modellieren. 
• die Elektrode- / Elektrolyt-Schnittstelle modellieren.
• die Stromdichteverteilung in elektrochemischen Systemen analysieren.
• poröse Elektroden modellieren.
• elektrochemische Systeme optimieren.

Inhalte

• Grundlagen der Elektrochemie

  • Thermodynamik elektrochemischer Systeme
  • Elektrische Schnittstellen und Doppelschichttheorie
  • Irreversible Thermodynamik elektrochemischer Systeme
  • Transportprozesse für geladene Teilchen
  • Ladungstransfer an der Grenzfläche Elektrode / Elektrolyt

• Modeling and design of electrochemical systems

  • Erster Hauptsatz der Thermodynamik (lokale Form)
  • Massen-, Impuls-, Energie- und Ladungsbilanzgesetze
  • Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik (lokale Form)
  • Massen-, Impuls-, Wärme- und Ladungstransportgesetze
  • Ladungsakkumulation und Ladungstransfer an der Grenzfläche Elektrode / Elektrolyt
  • Allgemeine Ausgleichsgesetze in porösen Elektroden

Modulverantwortung

Prof. Fabio La Mantia

Fachbereich Produktionstechnik

Veranstaltungsdetails

Veranstaltungsform:
2 Vorlesungen (davon 1 Vorlesung in englischer Sprache)

Veranstaltungszeiten:
Grundlagen der Elektrochemie
Modeling und design of electrochemical systems

Empfohlen wird, das Modul in drei Semestern zu absolvieren, d. h. im ersten Sommersemester die Teilprüfung "Grundlagen der Elektrochemie" und im nächsten Sommersemester die Teilprüfung „Modeling and design of electrochemical systems“. Es ist nach Absprache auch möglich, beide Veranstaltungen in einem Semester zu belegen.

Termine folgen

Umfang

Dauer: 1 Semester

Arbeitsaufwand:
56 Std. Präsenzveranstaltungen 
+ 124 Std. angeleitetes Selbststudium

(entspricht 6 CP)

Prüfungen & Abschluss

Prüfung:

• je Vorlesung eine mündliche Prüfung (à 45 Minuten)

Abschluss:

• Modulzertifikat

Teilnahmeentgelt

450 Euro (= 75 Euro pro CP)

Mitglieder des Alumni-Vereins der Universität Bremen erhalten 5 % Rabatt.

Information zur Bremer Bildungsprämie

Bewerbung

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Bewerbungszeitraum:
1. Februar - 15. März