Vätgas, batterier och bränsleceller
Hydrogen, Batteries and Fuel Cells

MVKP25F, 7,5 högskolepoäng

Gäller från och med: Vårterminen 2021
Beslutad av: Anders Gustafsson/ FUN
Datum för fastställande: 2021-03-29

Allmänna uppgifter

Avdelning: Inst för energivetenskaper
Kurstyp: Ren forskarutbildningskurs
Undervisningsspråk: Engelska

Syfte

Kursen syftar till att ge grundläggande kunskap om vätgas som energibärare och olika metoder för att framställa och lagra det. Vidare avser kursen att ge kunskap om batterier och bränsleceller och färdighet att beskriva och analysera elektrokemisk omvandling. De fundamentala mekanismerna för transport av impuls, värme, massa, laddning (joner och elektroner) analyseras. Modellering med inriktning termisk kontroll beskrivs. Studenterna skall uppnå förståelse för och kunna tillämpa teorin på ingenjörstekniska frågeställningar. Underlag för att kunna diskutera vätgas som energibärare och dess tekniska sociala och ekonomiska konsekvenser i framtida energisystem.

Mål

Kunskap och förståelse

För godkänd kurs skall doktoranden

• ha fördjupade kunskaper om förnybar vätgas och kunna redogöra för olika tillverkningssätt och lagring, speciellt framställning av vätgas från solenergi och vindenergi.
• kunna diskutera vätgas som energibärare
• kunna förklara de basala elektrokemiska omvandlingsprocesserna
• förstå principer och funktion för olika batterier
• kunna förklara sambandet mellan materialegenskaper och batteriers och bränslecellers prestanda
• kunna beskriva energirelevanta material och elektrokemisk omvandling genom att redogöra för olika batterier (främst Li-jon) och bränsleceller (främst PEMFC och SOFC)
• förstå matematisk formulering för modellering, speciellt termisk kontroll
• kunna ställa upp modeller för simulering av elektrokemisk utrustning

Färdighet och förmåga

För godkänd kurs skall doktoranden

• kunna analysera och beskriva transportfenomen och elektrokemiska processer för batterier och bränsleceller
• kiunna beskriva metoder för produktion och lagring av vätgas
• kunna beskriva möjligheter och utmaningar för batterier och bränsleceller i fordon
• kunna kritiskt granska metoder för analys av prestanda för elektrokemiska komponenter och dessas termiska kontroll
• kunna genomföra simuleringar av bränslecellers funktion och prestanda

Värderingsförmåga och förhållningssätt

För godkänd kurs skall doktoranden

• kunna aktivt deltaga i diskussioner kring inom ämnet relevanta problemställningar
• kunna i tal och skrift presentera en teknisk rapport innehållande beskrivning och analyser av batterier och bränsleceller

Kursinnehåll

Kursen behandlar vätgas som energibärare och hur man framställer och lagrar det.. Elektrokemisk omvandling i batterier och bränsleceller presenteras och analyseras. De centrala transport processerna (för impuls, värme, massa, laddning) och metoder för termisk kontroll presenteras. System integration berörs kortfattat. Energirelevanta material och dessas relevans för elektrokemiska komponenter beskrivs.och analyseras. Relevans för energisystem och gods- och persontransport diskuteras. Ingenjörsmässiga frågeställningar presenteras.

Kurslitteratur

Sunden, B.: Hydrogen, batteries and fuel cells. Elsevier-Academic Press, 2019. ISBN 9780128169506.
läroboken är tillgänglig för studenter som e-bok via länken: https://lubcat.lub.lu.se/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=6309699

Kursens undervisningsformer

Undervisningsformer: Föreläsningar, seminarier, projekt, övrigt. Gästföreläsare medverkar Problemlösning är integrerad i föreläsningarna.

Kursens examination

Examinationsformer: Skriftlig tentamen, skriftlig rapport, inlämningsuppgifter, seminarieföredrag av deltagarna. Examinationen har tre komponenter. Hemuppgifter, projekt med rapport och seminarium, skriftlig tentamen. Mer detaljer i separat dokument.
Betygsskala: Underkänd, godkänd
Examinator: Professor Per Tunestål

Antagningsuppgifter

Förkunskapskrav: kursen ges på engelska
Förutsatta förkunskaper: Termodynamik och gärna värmeöverföring och strömningslära
Urvalskriterier: inga speciella urvalskriterier om förkunskaper är OK

Övrig information

bengt.sunden@energy.lth.se

Kurstillfällesinformation

Startdatum: 2024-03-18
Slutdatum: 2024-05-24
Kursfart: Helfart

Kontaktinformation och övrigt

Kursansvarig: Per Tunestål <per.tunestal@energy.lth.se>
Hemsida: http://www.ht.energy.lth.se/utbildning/kurser/mvkf25-vaetgas-batterier-och-bränsleceller