Brennstoffzellentechnik in der Energieversorgung

Maschinenbau, Master (PO-2023)

Modulnummer / Modulcode WP-BrennEng
Modulname Brennstoffzellentechnik in der Energieversorgung
Art des Moduls Wahlpflicht
Lernergebnisse, Kompetenzen, Qualifikationsziele

Die Studierenden können

  • die Funktion und den Entwicklungsprozess von Brennstoffzellentypen und Brennstoffzellensystemen in stationären, mobilen und portablen Bereich erläutern
  • die physikalischen und elektrotechnischen Zusammenhänge von stationären und mobilen Systemen beschreiben,
  • technische Synergien aufzeigen,
  • technische Risiken und Zusammenhänge erfassen,
  • den Bezug bereits erlernter Basiskompetenzen zu Anwendungen und deren technischen Umsetzungen und Randbedingungen herstellen.
Lehrveranstaltungsarten VLmP (1,5 SWS), Ü (1 SWS), S (1,5 SWS)
Lehrinhalte
  • Einleitung Energieproblematik
  • Einführung Wasserstofftechnik (Herstellung und Speicherung)
  • Grundlagen Brennstoffzellen
    1. Geschichte
    2. Funktionsprinzip
    3. BZ-Typen
  • Grundlegende chemische Zusammenhänge
    1. Butler-Volmer-Kinetik
    2. Tafelparameter
    3. Dreiphasengrenzschicht
  • BZ-Modellierung (Adaptierung auf elektrische Ersatzschaltbilder)
  • BZ-Steuerung
  • BZ-Betrieb
    1. Temperaturüberwachung
    2. Drucküberwachung
    3. Befeuchtung
  • BZ-Anwendungen
    1. Stationär als BHKW
    2. Mobil in Fahrzeugen
    3. Portabel in Kleinstanwendungen
    4. Nischenprodukte im Boot- und Caravanbereich
  • Energiebilanzierung
  • Wirkungsgradbetrachtung (System, elektrisch, thermisch, usw.)
Titel der Lehrveranstaltungen Brennstoffzellentechnik in der Energieversorgung
Lehr- und Lernmethoden (Lehr- und Lernformen) Frontalunterricht, betreute Rechenübungen, Aufgabenblätter, Selbststudium mit Lehrbuch
Verwendbarkeit des Moduls Master Elektrotechnik
Master Nachhaltige Elektromobilität
Master Mechatronik
Master Berufspädagogik Metall-/Elektrotechnik L4
Master AIDA
Dauer des Moduls Ein Semester
Häufigkeit des Angebotes Sommer- und Wintersemester
Sprache Deutsch
Empfohlene (inhaltliche) Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul Kenntnisse in Physik, Grundlagen Elektrotechnik
Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul keine
Studentischer Arbeitsaufwand 180 h (60 h Präsenz + 120 h Selbststudium)
Studienleistungen keine
Voraussetzung für Zulassung zur Prüfungsleistung keine
Prüfungsleistungen Voraussetzung: Ausarbeitung / Präsentation Seminar Form/Dauer: schriftlich: 90min / mündlich: 30min; Nach vorheriger Ankündigung durch den Dozenten können beim Seminar Anwesenheitslisten geführt werden.
Anzahl Credits (ECTS) 6 cp
Lehreinheit Elektrotechnik
Modulverantwortliche/r Dr. Christian Nöding
Lehrende Dr. Christian Nöding und Mitarbeitende
Medienformen Beamer, Foliensammlung, Tafel,
Literatur
  • P. Kurzweil: Brennstoffzellentechnik: Grundlagen, Komponenten, Systeme, Anwendungen
  • J. Töpler, J. Lehmann: Wasserstoff und Brennstoffzelle: Technologien und Marktperspektiven: Technik, Marktpotentiale, Bewertung
  • G. Hoogers (Ed.) Fuel Cell Technology Handbook
  • F. Barbir, PEM Fuel Cells – Theory and Practice
  • C. H. Hamann, W. Vielstich, Elektrochemie

Aktuelle Literatur wird in der Vorlesung benannt.