Funktionelle materialer

• Beskrive krystalstrukturen af uorganiske faste materialer og redegøre for betydningen af punktdefekter
• Beskrive de vigtigste typer af krystaldefekter i funktionelle oxider og deres betydning for ladningstransport og faststofkemiske processer
• Differentiere mellem isolatorer, halvledere, metaller og ionledende materialer
• Forklare betydningen af “ikke-støkiometri” i batteri- og brændselscellematerialer
• Skelne mellem elektrisk, kemisk og elektrokemisk transport og forklare, hvordan man måler diffusionskoefficienter
• Beskrive ”CALPHAD”-metoden og dens relevans inden for faststofkemi
• Forklare termoelektrisk og piezoelektrisk effekt
• Analysere betydningen af forskellige materialeegenskaber for designet af en piezoelektrisk enhed
• Relatere ydelsen af en termoelektrisk generator til de underliggende materialeegenskaber
• Formulere kriterier for valget af funktionelle materialer til specifikke anvendelser i batterier og brændselsceller

Kursets fokus er på materialeegenskaber af faste krystallinske uorganiske materialer. Beskrivelsen af krystalstrukturer, punktdefekter og defektkemi gennemgås grundigt med henblik på at gøre den studerende i stand til at bruge disse begreber i beskrivelsen af funktionelle materialer og deres anvendelse i diverse energiteknologier. Metoder til at klassificere materialer ud fra deres elektronstruktur/ledningsevne beskrives og suppleres med elementer fra anvendt termodynamik, der er centrale for forståelsen af koblingsfænomener såsom termoelektrisk og piezoelektrisk effekt. Eksempler på materialer og foretrukne modelbeskrivelser vil tage udgangspunkt i vores forskning inden for brændselsceller, avancerede Li-ionbatterier, solceller, piezoelektriske generatorer og termoelektriske generatorer. Kurset vil bestå af forelæsninger såvel som opgaveløsning. Som en del af kurset vil de studerende arbejde med et eget projekt, der går på at designe, på papiret, en hel funktionel enhed inden for en af de adresserede anvendelser (termoelektriske generatorer, Li-ionbatterier, fastoxidbrændselsceller, solceller og piezoelektriske generatorer). De studerende vil arbejde enkeltvis eller i grupper og under supervision med dette. Formålet med dette projekt er at arbejde aktivt med de begreber og beskrivelser, der præsenteres i kurset.

Bachelor i Fysik og Nanoteknologi eller Kemi og Teknologi eller Produktion og Konstruktion eller Elektroteknologi eller General Engineering eller tilsvarende

Forelæsninger, opgaveregning, casestudier og quizzes.
Midtvejsevaluering vil blive anvendt til feedback til underviserne.

Minimum 10.

Vær opmærksom på, at dette enkeltfagskursus har et minimumskrav for antal deltagere for at kunne oprettes. Du får besked om, hvorvidt kurset oprettes senest 8 dage før kursusstart.