EL410: Batterien und Brennstoffzellen

Die Studierenden verfügen über Kenntnissen von Brennstoffzellen und erweiterte Kenntnisse von Batterien und zukünftigen Batterietechnologien. Sie verfügen über die fachlichen Kompetenzen, die besonderen Eigenschaften von Speichersystemen zu analysieren und deren spezifischen Vor- und Nachteile zu bewerten. Die Studierenden kennen Messverfahren für Batterien und Brennstoffzellen und können diese anwenden.

 Die Studierenden können Speichersysteme auslegen, wichtige Kenndaten berechnen sowie Simulationsmodelle konzipieren und umsetzen. 

Die Studierenden können sich fachliche Inhalte selbstständig durch Fachlektüre erarbeiten.

Die Studierenden und deren Verständnis im Rahmen von Gruppenarbeiten zu vertiefen und anschließend für eine Zusammenfassung adäquat zu verbalisieren.

• Technologischer Überblick über Brennstoffzellen, deren Klassifizierung und unterschiedlichen Eigenschaften. Voraussetzungen zum Betrieb, Einflussfaktoren auf Leistungsdichte, Wirkungsgrad und Kosten.
• Technologischer Überblick über moderne und zukünftige Batteriesysteme, insbesondere Hochtemperaturbatterien (NaS, NaNiCl2) und Redox-Flow-Batterien (Vanadium-Systeme und Alternativen).
• Vertiefung der Thematik Lithium-Batterien, insbesondere hinsichtlich Zukunftstrends (5V-Materialien, Lithium-Schwefel, Lithium-Luft).
• Moderne elektrotechnische Analysemethoden für Batterien und Brennstoffzellen, insbesondere die elektrochemische Impedanzspektroskopie sowie daraus abgeleiteten Modelle. Entwicklung von Ersatzschaltbildmodellen und deren Parametrierung über Messungen.
• Moderne modellbasierte Verfahren zur Zustandsbestimmmung von Batterien und Brennstoffzellen.
• Vertiefung des Verständnisses von Brennstoffzellen und Batterien sowie deren Analysemethoden und Modellierung durch Laborpraktika (3 Versuche).

Grundlagenwissen zu elektrischen Energiespeichern (z.B. aus dem Modul Energiespeicher im Bachelor oder Selbststudium).

• Jossen, A. & Weydanz, W. Moderne Akkumulatoren richtig einsetzen, Inge Reichardt Verlag, 2006
• Linden, D. & Reddy, T. B. (ed.) Handbook of batteries Mcgraw-Hill Professional, 2001
• Korthauer, R. (ed.): Handbuch Lithium-Ionen-Batterien, Springer Vieweg, 2013, ISBN 978-3-642-30653-2
• Kurzweil , P.: Brennstoffzellentechnik: Grundlagen, Komponenten, Systeme, Anwendungen, Vieweg+Teubner Verlag; Auflage: 2003, ISBN-13: 978-3528039653
• Vielstich, W., Lamm, A. (ed.): Handbook of Fuel Cells: Fundamentals, Technology, Applications, John Wiley & Sons; Auflage: 1 (2003), ISBN-13: 978-0471499268