CILJ KOLEGIJA:
Upoznati studente sa znanosti i tehnologijom izravne konverzije kemijske u električnu energiju koja se ostvaruje u gorivnim člancima - elektrokemijskim motorima. Zbog potencijala da umanje štetne utjecaje na okoliš kao i geopolitičke posljedice uporabe fosilnih goriva, gorivni članci su moguća zamjena motorima s unutarnjim izgaranjem, s glavnom ulogom u gospodarstvu temeljenom na vodiku kao gorivu.
IZVEDBENI PROGRAM KOLEGIJA:
1. TJEDAN
Uvod - što je naša energetska budućnost?
2. TJEDAN
Povijesni razvoj gorivnog članka -ustroj gorivnih članaka, pomoćni sustavi.
3. TJEDAN
Vrste gorivnih članaka prema elektrolitu, radnoj temperaturi i gorivu: gorivni članak s protonski vodljivom polimernom membranom - PEMFC, gorivni članak s fosfornom kiselinom - PAFC, metanolski gorivni članak - DMFC, alkalni gorivni članak - AFC, gorivni članak s talinom karbonata - MCFC, gorivni članak s čvrstofaznim oksidom - SOFC.
4. TJEDAN
Prednosti i nedostaci (razvojni izazovi) gorivnih članaka.
5. TJEDAN
Dobivanje i svojstva goriva za gorivne članke
6. TJEDAN
Termodinamika i polarizacije gorivnih članaka
7. TJEDAN
Odabrani zadaci iz gorivnih članaka I (Ohomov zakon, Faradeyevi zakoni, Entalpija reakcije)
8. TJEDAN
Odabrani zadaci iz gorivnih članaka II (Entropija, Gibbsova energija, Polarizacije)
9. TJEDAN
Karakterizacija gorivnih članaka I (Elektrokemijska impedancijska spektroskopija, Ciklička voltametrija)
10. TJEDAN
Karakterizacija gorivnih članaka II (Mehanička ispitivanja, Pretražna elektronska mikroskopija, Rendgenska difrakcija, Nuklearnomagnetska rezonancija, Infracrvena spektroskopija)
11. TJEDAN
Gorivni članak s protonski vodljivom polimernom membranom - PEMFC
12. TJEDAN
Gorivni članak s čvrstofaznim oksidom (keramikom) - SOFC
13. TJEDAN
Odabrane teme iz gorivnih članaka -studentska izlaganja seminarskih zadataka
14. TJEDAN
Završni kolokvij
RAZVIJANJE OPĆIH I SPECIFIČNIH KOMPETENCIJA STUDENATA:
Usvajanje teorijskih načela i tehnologijskih znanja o ustroju, radu i primjeni gorivnih članaka - elektrokemijskih motora; uključujući prednosti i nedostatke pojedinih vrsta članaka u radu i primjeni.
OBAVEZE STUDENATA U NASTAVI I NAČINI NJIHOVA IZVRŠAVANJA:
Studenti su obavezni nazočiti predavanjima.
Studenti su obavezni izraditi sve laboratorijske vježbe.
Studenti su obavezni pristupiti provjerama znanja i kolokvijima (vezanima uz laboratorijske vježbe).
UVJETI ZA DOBIVANJE POTPISA:
Redovita nazočnot predavanjima (više od 70 %). Završene laboratorijske vježbe, izrađeni i predani referati, položen završni kolokvij iz laboratorijskih vježbi.
NAČIN IZVOĐENJA NASTAVE:
Predavanja (ex cathedra).
Laboratorijske vježbe (praktični rad u grupama uz nadzor asistenta).
Konzultacije prema dogovoru sa studentima.
NAČIN PROVJERE ZNANJA I POLAGANJA ISPITA:
Kontinuirana provjera znanja putem kolokvija, ili pismeni i usmeni ispit.
NAČIN PRAĆENJA KVALITETE I USPJEŠNOSTI KOLEGIJA:
Studentska anketa.
METODIČKI PREDUVJETI:
Fizikalna kemija.
ISHODI UČENJA KOLEGIJA:
1. Opisati i analizirati princip rada gorivnog članka i mehanizme elektro-kemijskih reakcija.
2. Definirati kinetiku elektrodnih reakcija i termodinamiku članka.
3. Razlikovati vrste gorivnih članaka prema elektrolitu, radnoj temparturi i vrsti upotrebljavanog goriva.
4. Analizirati prednosti i nedostatke pojedinih vrsta gorivnih članaka s primjenskog i tehnologijskog gledišta.
5. Izvesti kemijske reakcije i definirati kinetičke i termodinamičke izraze za razne vrste članaka, te razlikovati konstrukcijske izvedbe članaka.
6. Dati primjere primjene gorivnih čalanaka.
7. Izvesti kemijske reakcije i procesne sheme dobivanja goriva.
8. Analizirati međuovisnost čistoće goriva i rada (struje i napona) članka.
ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA:
1. primijeniti složenija kemijska načela koja se nastavljaju na osnovna znanja kemije stečena na preddiplomskom studiju
2. povezati osnovne činjenice, koncepte, kemijske principe i teorije vezane uz napredna područja kemije i kemijskih tehnologija
3. objektivno procijeniti rezultate rada da bi ih se sažeto prezentiralo
4. koristiti napredne laboratorijske postupke i instrumentaciju u okviru kemijske sinteze i analize
5. objasniti znanstvene ili tehničke zamisli, podatke i zaključke, uz korištenje prikladnih obrazloženja, u stručnom ili općem okruženju, pismeno ili usmeno
|
- Faraguna Fabio: Gorivni članci predavanja i radni materijali
- Fuel Cell Technology Handbook, Gregor Hoogers (Ed.), CRC Press, London, 2003.
Progress Report for Hydrogen, Fuel Cells and Infrastructure Technologies Program, U.S. Department of Energy, 2002.
|
Pristupačnost
