Bränslecellteknologi
Fuel Cell Technology

MVK025F, 6 högskolepoäng

Gäller från och med: Höstterminen 2013
Beslutad av: FN3/Per Tunestål
Datum för fastställande: 2013-03-22

Allmänna uppgifter

Avdelning: Inst för energivetenskaper
Kurstyp: Gemensam kurs, avancerad nivå och forskarnivå
Kursen ges även på avancerad nivå med kurskod: TFRF05
Undervisningsspråk: Engelska

Syfte

Kursen syftar till att ge fördjupade kunskaper om och ökad förståelse om olika typer av bränsleceller och deras användning. Kunskap och förståelse avser teori, analys, prestanda, funktion, design av bränslecellskomponenter, -system och bränslepreparering samt infrastruktur för vätgas. Eleverna skall bibringas färdighet att tillämpa teorin på relevanta bränslecellstekniska problem.

Mål

Kunskap och förståelse

För godkänd kurs skall doktoranden

• • kunna applicera know-how grundat på termodynamik, elektrokemi, värmeöverföring och strömningslära att design och analys av avancerad teknologi
• • kunna visa förståelse för funktion, drift och prestanda för olika typer av bränsleceller
• • kunna förklara viktiga och grundläggande begrepp for ämnet
• • kunna använda den teknik, färdighet och de moderna tekniska redskap som är nödvändiga för design och analys av bränslecellsystem.

Färdighet och förmåga

För godkänd kurs skall doktoranden

• • kunna identifiera, formulera och lösa frågor relevanta för bränslecellsystem
• • kunna förstå inverkan av bränslecell-teknologi i global- och lokalt samhälls perspektiv.
• • kunna applicera analytiska/empiriska metoder eller föreslå numerisk metoder för design av bränslecellsystem och -komponenter

Värderingsförmåga och förhållningssätt

För godkänd kurs skall doktoranden

• • aktivt deltaga i diskussioner kring relevanta frågeställningar om bränsleceller
• • i tal och skrift kunna presentera analyser och resultat av temperatur- och koncentrationsfält, presanda etc för bränsleceller.

Kursinnehåll

Introduktion: bränslecellens driftsprinciper, historia, typer, komponenter och system. Bränslecellens termodynamik och elektrokemi: Nernsts ekvation, Tafels ekvation, cell-spänning, bränslecellens effektivitet och förluster för bränslecellens driftsspänning. Bränsleceller med protonutbytande-membran (Proton Exchange Membrane Fuel Cells): komponenter och system, konstruktion och prestanda, kritiska frågor och ny utveckling. Direkt metanol bränsleceller (Direct Methanol Fuel Cells): Grunder, prestanda, driftsparametrar och ny utveckling. Alkaliska bränsleceller (Alkaline Fuel Cells): Grunder, prestanda, driftsparametrar. Fosforsyra baserade bränsleceller (Phosphoric Acid Fuel Cells): komponenter och system, konstruktion och prestanda, termisk styrning, andra kritiska parametrar och ny utveckling. Smält karbonat bränsleceller (Molten Carbonate Fuel Cells): komponenter och system, konstruktion och prestanda, termisk styrning, andra kritiska parametrar och ny utveckling. Fastoxid bränsleceller (Solid Oxide Fuel Cells): komponenter och system, konstruktion och prestanda, termisk styrning, andra kritiska parametrar och ny utveckling. Bränslen och bränslehantering: fossila- och biobränslen, extern och intern bränslereformering, ångreformering, autotermisk reformering, termisk krackning, katalys, avsvavling, borttagning av kolmonoxid (CO) och därtill relaterade frågeställningar. Termisk styrning och värmeväxlare. Väte produktion, lagring, säkerhet och infrastruktur. Balansering av ett bränslecellkraftverk.

Kurslitteratur

Kurslitteraturen utgörs av utdrag ur den internationella litteraturen, kompendiematerial. Lärobok: Fuel Cell Systems Explained by James Larminie and Andrew Dicks, John Wiley, New York, 2002, ISBN 0 471 49026 1.

Kursens undervisningsformer

Undervisningsformer: Föreläsningar, seminarier, övningar, projekt

Kursens examination

Examinationsformer: Skriftlig tentamen, skriftlig rapport, seminarieföredrag av deltagarna. En skriftlig tentamen med såväl teoretiska frågor som problemlösningsuppgifter. Tentamen består av 50% teori och 50% problemlösning. Maximalt kan 50p erhållas. Böcker måste vara stängda medan man svarar på teorifrågorna medan kursmaterial förutom lösta problem får användas under problemlösningen. Under problemlösningsdelen får man även använda sig av läroboken. Tentamen måste alltså delas upp vilket innebär att man först svarar på de teoretiska frågorna och först efter att svaren på dessa har lämnats in kan man börja på problemlösningsdelen.
Betygsskala: Underkänd, godkänd
Examinator:

Antagningsuppgifter

Förutsatta förkunskaper: MMV031 Värmeöverföring

Övrig information

Kursen bedrivs i form av föreläsningar, övningar, projekt samt hemuppgifter. Träning i och exemplifiering av problemlösning sker vid räkneövningarna samt genom de obligatoriska hemuppgifterna. Projektet skall presenteras i from av en 3-5 sidors rapport (exklusive appendix). Alla hemuppgifter måste uppnå betyget godkänt.

Kurstillfällesinformation

Kontaktinformation och övrigt

Kursansvariga: