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#20781 / #1

Seit SoSe 2022

Deutsch, Englisch

Heterogeneous Catalysts for Sustainable Energy Application
Heterogene Katalysatoren für die nachhaltige Energiewende

6

Menezes, Prashanth Wilfried

Benotet

Mündliche Prüfung

Englisch

Zugehörigkeit


Fakultät II

Institut für Chemie

Keine Angabe

Keine Angabe

Kontakt


C 2

Rahmel, Andrea

prashanth.w.menezes@tu-berlin.de

Keine Angabe

Lernergebnisse

The students understand and apply core principles and concepts in heterogeneous catalysis. They know the most important catalytic materials and can describe their functions. Further, they are able to explain important applications of heterogeneous catalysts in sustainable energy conversion. They understand the scope of future energy supply and its significance for industry and society as well as the environment. The students are able to describe various synthetic methods for the preparation of heterogeneous catalysts using various solid-state, solution-and molecular-based approaches. They are able to explain and define crystalline and amorphous materials and thin-film technology and have a basic understanding of the characterization techniques and systematic evaluation of catalysts/thin films using diffraction, microscopic, and analytics. The students understand the fundamentals of electrochemistry and can correlate and explain activity parameters to differentiate catalyst's performances in catalytic oxidation and reduction processes in the rapidly growing fields of water electrolysis, fuel cells, CO2 activation, biomass reforming, and paired electrolysis. The students are aware of relevant scientific literature, know key publications of leading female and male scientists of the field, and are able to understand and reproduce the work that has been done.

Lehrinhalte

Basic concepts of catalysis (catalyst-precatalyst-concept) for sustainable energy conversion for the transformation of renewable energy into fuels, chemicals of higher value and green electricity; Design strategies for the synthesis of heterogeneous catalysts as crystalline materials (structures) and amorphous materials; Basic principles and characterization of solid catalysts: X-ray diffraction (XRD), elemental analysis (ICP-AES, EDX), electron microscopy (SEM, TEM), spectroscopic methods (XPS, XAS, FTIR, Raman, etc.), surface area (BET); Principles and evaluation of electrocatalytic measurements: thin film preparation, cyclic voltammetry and linear sweep voltammetry, Tafel slopes, electrochemical surface area, chronoamperometry and chronopotentiometry, impedance spectroscopy, Faradaic efficiency, turnover frequency, mass and specific activity correlation; Application of nanostructured materials in renewable fuels/energy and electrolysis: fundamentals and motivation, hydrogen evolution reaction, oxygen evolution reactions, oxygen reduction reaction, carbon dioxide reduction, organic transformation, biomass reformation, product formation, choice of catalysts, structural requirements, effect of structure and morphology, identification of active sites, structure-activity relationship, surface and bulk structure, reaction mechanisms, current trends and progress in the field, commercial electrolyzers; device fabrication

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Heterogeneous Catalysts for Sustainable Energy ApplicationVLSoSeen2
Heterogeneous Catalysts for Sustainable Energy ApplicationSEMSoSeen2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Heterogeneous Catalysts for Sustainable Energy Application (VL):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
90.0h(~3 LP)

Heterogeneous Catalysts for Sustainable Energy Application (SEM):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
90.0h(~3 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Vorlesung: Vermittlung des Stoffes durch eine Vorlesung Seminar: Vertiefung des Stoffes durch Beispiele und Demonstration der praktischen Umsetzung des in der Vorlesung gelernten Stoffes im Labor

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

keine Angabe

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Mündliche Prüfung

Sprache(n)

Englisch

Dauer/Umfang

ca. 60 min.

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 15.

Anmeldeformalitäten

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 15 in Seminar und Vorlesung da praktische Demonstrationen im Labor eine Teilnehmerbegrenzung erfordern. Die Anmeldung zur Modulprüfung erfolgt über die zentrale Online-Prüfungsverwaltung QISPOS.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
1. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications | Bard, Allen J., Faulkner, Larry R. | ISBN: 8580000815504
2. Chemical Energy Storage | Schlögl, Robert | ISBN: 9783110264074

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Chemie (M. Sc.)228WiSe 2022/23SoSe 2025
Chemie (Master of Science) Chemieingenieurwesen (Master of Science)

Sonstiges

Keine Angabe