Sposobnost objašnjavanja opsega i uloge elektrokemijskih uređaja za pretvorbu i pohranu energije u suvremenom hibridnom energetskom sustavu u stacionarnim i mobilnim primjenama, te usporedbe njihovih potencijala i ograničenja. Upoznavanje s osnovnim principima rada, izvedbama i radnim uvjetima različitih vrsta baterija, gorivnih članaka, elektrolizatora, elektrokemijskih kompresora i (super)kondenzatora. Sposobnost provođenja temeljnih dijagnostičkih ispitivanja performansi različitih elektrokemijskih uređaja za pretvorbu i pohranu energije.
očekivani ishodi učenja
Studenti će nakon uspješno savladanog predmeta moći:
• Definirati opseg i ulogu elektrokemijskih uređaja za pretvorbu i pohranu energije u suvremenom energetskom sustavu u stacionarnim i mobilnim primjenama.
• Objasniti elektrokemijske fenomene i procese u različitim vrstama baterija, gorivnih članaka, elektrolizatora, elektrokemijskih kompresora i (super)kondenzatora.
• Analizirati prednosti i nedostatke pojedinih vrsta elektrokemijskih uređaja za pretvorbu i pohranu energije za prikladnu primjenu u suvremenim hibridnim energetskim sustavima.
• Provoditi temeljna dijagnostička ispitivanja performansi elektrokemijskih uređaja za pretvorbu i pohranu energije.
Uvod u elektrokemijske uređaje za pretvorbu i pohranu energije – važnost i uloga u suvremenom energetskom sustavu u stacionarnim i mobilnim primjenama.
Uvodno o galvanskim člancima (primarnim i sekundarnim) – povijest razvoja, vrste, izvedbe i osnovni principi rada, termodinamika i kinetika elektrodnih reakcija.
Olovno-kiselinske baterije (Pb-A), Litijske baterije (Li-Ion, Li-Po) – radni uvjeti i karakteristike, mogućnosti primjene, te modeli i sustavi za upravljanje.
Nikal-kadmijeve baterije (Ni-Cd), Nikal-metal hidridne baterije (Ni-MH), redoks protočne baterije (RFB) – radni uvjeti i karakteristike, mogućnosti primjene, te modeli i sustavi za upravljanje.
Elektrokemijski (super)kondenzatori – osnovni princip rada, termodinamika i kinetika elektrodnih reakcija, izvedbe, mogućnosti primjene.
Uvodno o gorivnim člancima – povijest razvoja, vrste, izvedbe i osnovni principi rada, termodinamika i kinetika elektrodnih reakcija.
Membranski (PEM) gorivni članci – radni uvjeti i karakteristike, mogućnosti primjene, te modeli i sustavi za upravljanje.
Alkalijski gorivni članci (AFC), gorivni članci s fosfornom kiselinom (PAFC), s rastopljenim karbonatom (MCFC), s krutim oksidom (SOFC) – radni uvjeti i karakteristike, mogućnosti primjene.
Uvodno o elektrolizatorima – povijest razvoja, vrste, izvedbe i osnovni principi rada, termodinamika i kinetika elektrodnih reakcija.
Membranski (PEM) elektrolizatori – radni uvjeti i karakteristike, mogućnosti primjene, te modeli i sustavi za upravljanje.
Alkalijski elektrolizatori (AEL) i elektrolizatori s krutim oksidom (SOE) – radni uvjeti i karakteristike, mogućnosti primjene, te modeli i sustavi za upravljanje.
Elektrokemijski kompresori – osnovni princip rada, termodinamika i kinetika elektrodnih reakcija, izvedbe, mogućnosti primjene.
Hibridni energetski sustavi s elektrokemijskim uređajima za pretvorbu i pohranu energije – problematika upravljanja i dimenzioniranja komponenti sustava, perspektive razvoja.
preporučena literatura
Pivac, I., autorizirana predavanja
Braun, A., Electrochemical Energy Systems - Foundations, Energy Storage and Conversion, Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston, 2019.
Breitkopf, C., Swider-Lyons, K., Springer Handbook of Electrochemical Energy, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2017.
dopunska literatura
Liu, R.-S., Zhang, L., Sun, X., Liu, H., Zhang, J., Electrochemical Technologies for Energy Storage and Conversion, Wiley‐VCH Verlag, 2012.
Demirkan, M. T., Attia, A., Energy Storage Devices, IntechOpen, London, 2019.
jezik poduke
prazno
način praćenja kvalitete i uspješnosti izvedbe svakog predmeta i/ili modula
prazno
ispit (način polaganja, ispitni rokovi)
Nakon 7 tjedana nastave održat će se međuispit (kolokvij) na kojem će se polagati do tada obrađeni (prvi) dio gradiva, dok će se drugi dio gradiva obrađen narednih 6 tjedana polagati na kraju semestra. Studenti koji nisu položili određeni dio gradiva (ili nisu zadovoljni s dobivenom ocjenom), po završetku semestra imat će dodatne prilike za polaganje na završnim i popravnim ispitima prema utvrđenim terminima kalendara nastave. Svi ispiti se provode u pisanom obliku, a uvjet za prolaznu ocjenu je ostvarenih najmanje 50% bodova na oba dijela gradiva. Konačni ostvareni broj bodova predstavlja aritmetičku sredinu ostvarenih bodova za svaki od položenih dijelova gradiva.
Ocjena studentskog postignuća na predmetu utvrđuje se prema konačnom ostvarenom broju bodova na sljedeći način:
od 50% do 61% dovoljan (2)
od 62% do 74% dobar (3)
od 75% do 87% vrlo dobar (4),
od 88% do 100% izvrstan (5).
Nastavne jedinice za Predavanja
Broj sati
1.
Uvod u elektrokemijske uređaje za pretvorbu i pohranu energije – važnost i uloga u suvremenom energetskom sustavu u stacionarnim i mobilnim primjenama
2 sata
2.
Uvodno o galvanskim člancima (primarnim i sekundarnim) – povijest razvoja, vrste, izvedbe i osnovni principi rada, termodinamika i kinetika elektrodnih reakcija
2 sata
3.
Olovno-kiselinske baterije (Pb-A), Litijske baterije (Li-Ion, Li-Po) – radni uvjeti i karakteristike, mogućnosti primjene, te modeli i sustavi za upravljanje
2 sata
4.
Nikal-kadmijeve baterije (Ni-Cd), Nikal-metal hidridne baterije (Ni-MH), redoks protočne baterije (RFB) – radni uvjeti i karakteristike, mogućnosti primjene, te modeli i sustavi za upravljanje
2 sata
5.
Elektrokemijski (super)kondenzatori – osnovni princip rada, termodinamika i kinetika elektrodnih reakcija, izvedbe, mogućnosti primjene
2 sata
6.
Uvodno o gorivnim člancima – povijest razvoja, vrste, izvedbe i osnovni principi rada, termodinamika i kinetika elektrodnih reakcija
2 sata
7.
Membranski (PEM) gorivni članci – radni uvjeti i karakteristike, mogućnosti primjene, te modeli i sustavi za upravljanje
2 sata
8.
Alkalijski gorivni članci (AFC), gorivni članci s fosfornom kiselinom (PAFC), s rastopljenim karbonatom (MCFC), s krutim oksidom (SOFC) – radni uvjeti i karakteristike, mogućnosti primjene
2 sata
9.
Uvodno o elektrolizatorima – povijest razvoja, vrste, izvedbe i osnovni principi rada, termodinamika i kinetika elektrodnih reakcija
2 sata
10.
Membranski (PEM) elektrolizatori – radni uvjeti i karakteristike, mogućnosti primjene, te modeli i sustavi za upravljanje
2 sata
11.
Alkalijski elektrolizatori (AEL) i elektrolizatori s krutim oksidom (SOE) – radni uvjeti i karakteristike, mogućnosti primjene, te modeli i sustavi za upravljanje
2 sata
12.
Elektrokemijski kompresori – osnovni princip rada, termodinamika i kinetika elektrodnih reakcija, izvedbe, mogućnosti primjene
2 sata
13.
Hibridni energetski sustavi s elektrokemijskim uređajima za pretvorbu i pohranu energije – problematika upravljanja i dimenzioniranja komponenti sustava, perspektive razvoja
2 sata
Nastavne jedinice za Auditorne vježbe
Broj sati
1.
Olovno-kiselinske baterije (Pb-A), Litijske baterije (Li-Ion, Li-Po) – radni uvjeti i karakteristike, mogućnosti primjene, te modeli i sustavi za upravljanje
3 sata
2.
Nikal-kadmijeve baterije (Ni-Cd), Nikal-metal hidridne baterije (Ni-MH), redoks protočne baterije (RFB) – radni uvjeti i karakteristike, mogućnosti primjene, te modeli i sustavi za upravljanje
1 sat
3.
Membranski (PEM) gorivni članci – radni uvjeti i karakteristike, mogućnosti primjene, te modeli i sustavi za upravljanje
3 sata
4.
Alkalijski gorivni članci (AFC), gorivni članci s fosfornom kiselinom (PAFC), s rastopljenim karbonatom (MCFC), s krutim oksidom (SOFC) – radni uvjeti i karakteristike, mogućnosti primjene
1 sat
5.
Membranski (PEM) elektrolizatori – radni uvjeti i karakteristike, mogućnosti primjene, te modeli i sustavi za upravljanje
3 sata
6.
Elektrokemijski kompresori – osnovni princip rada, termodinamika i kinetika elektrodnih reakcija, izvedbe, mogućnosti primjene
2 sata
7.
Hibridni energetski sustavi s elektrokemijskim uređajima za pretvorbu i pohranu energije – problematika upravljanja i dimenzioniranja komponenti sustava, perspektive razvoja
2 sata
Nastavne jedinice za Laboratorijske vježbe
Broj sati
1.
Upoznavanje s mogućnostima testnih stanica i mjerne opreme za dijagnostička ispitivanja elektrokemijskih uređaja za pretvorbu i pohranu energije u Laboratoriju za nove energetske tehnologije
1 sat
2.
Mjerenje kapaciteta baterije, te unutarnjeg otpora baterije i napona otvorenog kruga
2 sata
3.
Određivanje/procjena stanja napunjenosti baterije mjerenjem struje, napona i temperature
2 sata
4.
Upoznavanje s testnim procedurama za karakterizaciju performansi membranskih gorivnih članaka - snimanje polarizacijske krivulje
2 sata
5.
Upoznavanje s testnim procedurama za karakterizaciju performansi membranskih gorivnih članaka - snimanje elektrokemijskog impedancijskog spektra
2 sata
6.
Upoznavanje s testnim procedurama za karakterizaciju performansi membranskih elektrolizatora - snimanje polarizacijske krivulje
2 sata
7.
Upoznavanje s testnim procedurama za karakterizaciju performansi membranskih elektrolizatora - snimanje elektrokemijskog impedancijskog spektra
2 sata
8.
Upoznavanje s testnim procedurama za karakterizaciju performansi elektrokemijskog kompresora - snimanje polarizacijske krivulje
2 sata
Niste više prijavljeni
Istekla vam je prethodna prijava te se morate ponovno prijaviti.
Nastao je problem u radu sustava
Informacije o problemu smo pohranili i nastojat ćemo ga riješiti. Ako vas ova greška sprječava da obavite nešto važno, možete nas odmah kontaktirati na helpdesk@fesb.hr.
Vaš preglednik nije podržan
Koristite web preglednik koji nije podržan. Za puno korisničko iskustvo, preuzmite najnoviju inačicu vašeg preglednika.
