ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΗΣ ΙΣΧΥΟΣ

Κατηγορία Μαθήματος: Μεταπτυχιακό
Τύπος Μαθήματος: Ε
Κωδικός Γραμματείας:
Εξάμηνο:

Διάρκεια:

ECTS Units:
Τομέας:
Ενέργειας, Βιομηχανικών Διεργασιών και Αντιρρυπαντικής Τεχνολογίας
Κατεύθυνση:
Ενέργεια, Βιομηχανικές Διεργασίες & Τεχνολογία Αντιρρύπανσης

Σκοπός
 
Περιεχόμενα
1. Ηλεκτροχημική μηχανική ισχύoς, (2 εβδομάδες) 
Ηλεκτροχημική θερμοδυναμική, Εξίσωση Nernst, Βασικές αρχές και νόμοι ηλεκτροχημείας, Ηλεκτρική διεπιφάνεια, Ηλεκτροδιακή κινητική, Εξίσωση Butler-Volmer, Εξίσωση Tafel (3h). Ηλεκτροχημικά στοιχεία, Ηλεκτροκαταλύτες, Ηλεκτρολύτες, Σύνθετα υλικά, Νανοσωλήνες άνθρακα, Νανοσωματίδια, Εφαρμογές, Ηλεκτροχημικές συσκευές (κελιά, αντιδραστήρες, αισθητήρες, μεμβράνες διαχωρισμού, υπερπυκνωτές κλπ), (3h). 
2. Κυψέλες καυσίμου (2 εβδομάδες) 
Αρχές Λειτουργίας Κυψέλης Καυσίμου, Κυψέλες στερεού ηλεκτρολύτη (SOFC) & πολυμερικής μεμβράνης (PEMFC), Στερεοί ηλεκτρολύτες, Ηλεκτρόδια, Διασυνδέσεις (interconnects), Kαύσιμα για κυψέλες καυσίμου, Συνθήκες λειτουργίας, Στάσιμες και κινητές μονάδες παραγωγής ισχύος (3h). Μονάδες παραγωγής ισχύος με κυψέλη καυσίμου, Εφαρμογές κυψελών καυσίμου σε συνδυασμένους θερμικούς και ψυκτικούς κύκλους ισχύος, Ολοκληρωμένα Συστήματα SOFC-GT. (3h). 
3. Οικονομία υδρογόνου, Παραγωγή & Αποθήκευση υδρογόνου, (3 εβδομάδες) 
Μέθοδοι παραγωγής υδρογόνου: αναμόρφωση, ηλεκτρόλυση, αεριοποίηση, υδρογόνο από βιομάζα, Διάσπαση νερού (Water splitting), Επισκόπηση κόστους παραγωγής υδρογόνου, Χημική αναμόρφωση, Κατάλυση, Καταλύτες, Χημικοί αντιδραστήρες (3h). Βασικές αρχές ηλεκτρόλυσης νερού, Συστήματα Ηλεκτρόλυσης χαμηλής και υψηλής θερμοκρασίας, Ηλεκτρόδια, Ηλεκτρολύτες (3h). Τεχνολογίες μεταφοράς και αποθήκευσης υδρογόνου, Υλικά νέας γενιάς για την Αποθήκευση υδρογόνου, Σενάρια οικονομίας υδρογόνου (3h). 
4. Αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας, (2 εβδομάδες) 
Μπαταρίες Ι & ΙΙ γενιάς, Μπαταρίες: Pb-acid, Li-ion, Zn-air, Na-sulfur, Air battery, Επαναφορτιζόμενες μπαταρίες λιθίου, Μπαταρίες λιθίου υψηλής θερμοκρασία, μπαταρίες νατρίου υψηλής θερμοκρασίας (3h). Ηλεκτροχημικοί Υπερπυκνωτές, Αρχή λειτουργίας, Υλικά και Παρασκευή, Εφαρμογές (3h). 
5. Smart grids (έξυπνα δίκτυα) (2 εβδομάδες) 
Εισαγωγή, Βασικές έννοιες ενός έξυπνου δικτύου, Έξυπνα Δίκτυα: Σχεδιασμός, Ανάλυση και Εφαρμογή, Προσεγγίσεις εναλλαγής Ενεργειακών Συστημάτων, Έλεγχος και Ρύθμιση Έξυπνων Δικτύων: Τεχνικές, Νομικές, Οικονομικές και Κοινωνικές Προσεγγίσεις, Εφαρμογή Έξυπνων Δικτύων (3h). Ηλεκτρικά και υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα, ηλιακή ενέργεια, έξυπνοι μετρητές & αισθητήρες, εμπορικές περιπτώσεις συστημάτων έξυπνου δικτύου (3h). 
6. Εργαστήριο Μετρήσεων (2 εβδομάδες). 
1. Λειτουργία & Μέτρηση απόδοσης Ηλεκτροχημικών κελίων (3h). 
2. Υβριδικό σύστημα φωτοβολταϊκής κυψέλης-συστήματος ηλεκτρόλυσης-κυψέλης καυσίμου (3h). 

Βιβλιογραφία
1. Solid Oxide Fuel Cells: From Materials to System Modeling, Edited by: Meng Ni & Tim S. Zhao, RSC publishing, 2013 
2. Fuel Cells: Technologies for fuel processing, Edited by: Dushyant Shekhawat, James J. Spivey and David A. Berry, Elsevier, 2011. 
3. Hydrogen Production by Electrolysis, Edited by: Agata Godula-Jopek and Detlef Stollen, Wiley-VCH, 2015 
4. Smart Grids: Infrastructure, Technology, and Solutions, Edited by: Stuart Borlase. CRC press Taylor & Francis Group, 2013. 
5. Smart Grids and Energy Storage Technologies Pira International Ltd, iSmithers Rapra Publishing, 2012 
6. Modern Batteries: Intro to Electrochemical Power Sources Edited by: C. Vincent and Bruno Scrosati. Butterworth-Heinemann Publisher 1997. 
7. Smart Grids from a Global Perspective: Bringng Old and New Energy Systems Edited by: Anne Beaulieu, Jaap de Wilde, Jacquelien M. A. Scherpen, Springer Intl Publishing, 2016.
Εργαστηριακές Ασκήσεις
 
Υπολογιστικές Ασκήσεις