Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage elektrochemische Problemstellung eigenständig zu Erkennen, und können in Forschung und Entwicklung Strategien und lösungsorientierte neue Ansätze - insbesonder in Hinblick auf (1) alternative Energiekonzepte und auf (2) bioelektrochemische Technologien - entwicklen. Unter anderem erarbeiten die Studierenden Grundlagen und Problemelösungskompetenz für aktuelle Forschungsfragen in folgenden Tehmenbereichen:
Verständnis der Grundlagen der Elektrochemie (Grenzflächen, apparative Aufbauten und Messmethoden)
Elektrochemische und thermodynamische Effizienz ("cradle-to-consumer" Effizienz vs biologische Effizienz)
Bioelektrochemische Technologien und Prozesse (elektrochemische Messtechnik in der (bio-)Sensorik, Photosynthese und electrochemische Photosythese, Bioelektrocheische Energie- und Signalübertragung)
Elektrochemische Technologie zur Energiekonversion (Wasserstoff, Batterien, Brennstoffzellen, Elektrolyse, CO2 Reduktion und technologische/wirtschaftliche Verwertung)
Korrosion und Korrosionsinhibitierung in technischen und biologischen Systemen
Abschätzung der technologischen Reife dieser Technologien im Hinblick auf eine mögliche Anwendung (Erkennen von Forschungs- und Technologiepotentialen)
Verständnis und Rationalisieren der CO2-Bilanz der elektrochemischer Energietechnik im Hinblick auf E-Mobilität und zentrale vs. dezentrale Energieversorgung
Technologie: Elektrochemische Energieträger/ Energieumwandlung und Effizienzen in technischen und biologischen Systemen (Wasserstoff, Batterien, CO2-Reduktion, Brennstoffzellen, elektrochemische Solarzellen und Photosynthese, elektrochemische Prozesse in biologischen Systemen, Elektrolyse, Korrosion). Anwendungen und Potentiale in der Energiewende.
Grundlagen: Beschreibung der Metall-Elektrolyt Grenzfläche, atomare/molekulare Struktur, Redox-Prozesse: Adsorptions-/Desorptionskinetik, Phasengleichgewichte/-umwandlungen, molekulare Selbstorganisation, Filmwachstum, Klassische und moderne Messmethoden.
Untericht erfolgt aus einer Mischung aus Vortrag und Diskussion, auf Basis neuester Forschungsergebnisse. Es werden ausgewählte wissenschaftliche Publikation online zum Selbsstudium zur Verfügung gestellt, und jeweils in den Einheiten diskutiert.
Buchempfehlungen:
C.H. Hamann, W. Vielstich: "Elektrochemie", Wiley-VCH
E.Budevski, G.Staikov, W.J. Lorenz: "Electrochemical Phase Formation", Wiley-VCH
W.Schmickler, E.Santos: "Interfacial Electrochemistry", Springer
