L551 – Elektronenstrahl- und Batterietechnik

Modul
Elektronenstrahl- und Batterietechnik
Electron Beam and Battery Technology
Modulnummer
L551
Version: 1
Fakultät
Landbau/Umwelt/Chemie
Niveau
Master
Dauer
1 Semester
Turnus
Wintersemester
Modulverantwortliche/-r

Prof. Dr. rer. nat. Kathrin Harre
kathrin.harre(at)htw-dresden.de
Dozent/-in(nen)

Dr. rer. nat. Uwe Gohs
uwe.gohs(at)tu-dresden.de
Dozent/-in in: "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"

Dr. Christian Waurisch
christian.waurisch(at)htw-dresden.de
Dozent/-in in: "Batterietechnik"
Lehrsprache(n)

Deutsch
in "Batterietechnik"

Deutsch
in "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
ECTS-Credits

5.00 Credits
3.00 Credits in "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
2.00 Credits in "Batterietechnik"
Workload

150 Stunden
90 Stunden in "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
60 Stunden in "Batterietechnik"
Lehrveranstaltungen

5.00 SWS (4.00 SWS Vorlesung | 1.00 SWS Praktikum)
3.00 SWS (2.00 SWS Vorlesung | 1.00 SWS Praktikum) in "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
2.00 SWS (2.00 SWS Vorlesung) in "Batterietechnik"
Selbststudienzeit

75.00 Stunden
45.00 Stunden in "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
30.00 Stunden in "Batterietechnik"
Prüfungsvorleistung(en)

Laborpraktikum
in "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
Prüfungsleistung(en)

Alternative Prüfungsleistung - Schriftliche Leistungskontrolle
Prüfungsdauer: 60 min | Wichtung: 60%
in "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"

Alternative Prüfungsleistung - Referat
Prüfungsdauer: 20 min | Wichtung: 40%
in "Batterietechnik"
Lehrform
Elektronenstrahl- und Lasertechnik:
  • Vorlesung
  • Praktikum
Batterietechnik:

Vorlesung 2 SWS einschließlich zweier Exkursionen zu Produzenten von Speichermaterialien und Speichern
Medienform
Keine Angabe
Lehrinhalte/Gliederung

Die Lehrveranstaltung kombiniert zwei aktuelle industrielle Trendfächer: moderne Strahltechnolgien zum Verbinden und Modifizieren von festen Stoffen sowie die Batterietechnologie, die als Energiequelle für moderne Devices in der Medientechnik, der Medizintechnik und vielen anderen Anwendungsfeldern unverzichtbar ist.

Elektronenstrahl- und Lasertechnik:

Lehrinhalte/Gliederung

Die Lehrveranstaltung kombiniert zwei aktuelle industrielle Trendfächer: moderne Elektronenstrahltechnologien zum Sterilisieren und Modifizieren von festen Stoffen sowie die Batterietechnologie, die als Energiequelle für moderne Devices in der Medientechnik, der Medizintechnik und vielen anderen Anwendungsfeldern unverzichtbar ist.

Vorlesung Elektronenstrahltechnik

  • Physikalische Grundlagen und -elemente der Strahltechnologien Elektronenstrahl und Laserstrahl
  • Aufbau und Wirkungsweise typischer Industrieanlagen
  • Übersicht der Einzelverfahren
  • Übersicht zu Anwendungen in der Oberflächen- und Beschichtungstechnik und zur Eigenschaftsmodifikation von Werkstoffen
  • Anwendungsgebiete und Abgrenzung der Einzelverfahren gegenüber Konkurrenztechnologien
  • Beispiele und HInweise zur Wirtschaftlichkeit und Produktivität
  • Darstellung der Gefahren und Gegenmaßnahmen beim Einsatz im industriellen Umfeld (Strahlungssicherheit)

Praktikum Elektronenstrahltechnik

  • Laborversuche zur Elektronenstrahltechnik
  • Besuch verschiedener Anwender von Strahltechnologien und Besichtigung der Anlagentechnik
Batterietechnik:

-  Behandlung elektrochemischen Speicher: Theorie und Praxis aus industrieller Sicht

-  Systematik der Energiespeicher und Einordnung nach Anwendungen, Marktsicht und technologische Trends

-  Primärbatterien, Sekundärbatterien, Energiewandler

-  Primärbatterien: Lithium, Alkali-Mangan, Silberoxid

-  Sekundärbatterien: Bleibatterien, Lithium-ionen, 

-  Brennstoffzelle

-  Stationäre, quasistationäre, instationäre Charakterisierungsmethoden (Potentiostaten, Galvanostaten, Impedanzspektroskopie, Cyclovoltametrie,

-  Der Fokus bei den behandelten Batteriesystemen liegt auf Materialien und Komponenten

Es sind 2 Exkursionen zu Herstellern von Energiespeichern geplant.

Qualifikationsziele

Das Modul kombiniert den Erwerb von Querschnittswissen zum Stand der Technik und  von Spezialwissen in zwei aktuellen Trendfächern der industriellen Produktion, die beiden einen straken regionalen Bezug aufweisen.

Elektronenstrahl- und Lasertechnik:
  • Studierende kennen alle industriell relevanten Strahlverfahren und können diese anwendungsspezifisch auswählen, sie kennen den typischen Aufbau der jeweiligen Anlagen und deren Anforderungen
  • Studierende können vergleichend Produktivitäten und Investkosten verschiedener Strahlverfahren und deren konventionellen Konkurrenzverfahren gegeneinander bewerten
  • Studierende können Gefährdungen aus Strahltechnik-Anwendungszenarien ableiten und geeignete Gegenmaßnahmen vorschlagen
Batterietechnik:

- Erwerb von Querschnittswissen zum Stand der Technik auf dem Gebiet der Batterietechnologie 

- Erwerb von Spezialwissen auf dem Gebiet der Lithium-ionen Batterien (Materialien, Komponenten, Prozesse, Anwendungen)

- Erwerb methodischen Spezialwissens zur Charakterisierung von Batterien

Erwerb von Spezialwissen zu industriellen Prozessen in der Batterietechnologie
Sozial- und Selbstkompetenzen
Batterietechnik:

-  Trainieren des selbstständigen Vertiefens von Wissens anhand der gegebenen Impulse in der Vorlesung

-  Trainieren des Herleitens von Zusammenhängen zwischen Technologie und Markt und der Einordnung neuer technologischer Trends
Besondere Zulassungsvoraussetzung

keine
Empfohlene Voraussetzungen

materialwissenschaftliche, fertigungs-oder verfahrenstechnische Grundkenntnisse
Fortsetzungsmöglichkeiten
Literatur
Elektronenstrahl- und Lasertechnik:

Elektronenstrahl- und Lasertechnik:

  • A. Charlesby; Atomic Radiation and Polymers, Volume 1 in International Series of Monographs on Radiation Effects in Materials. Pergamon Press Ltd., 1960
  • A. Chapiro; Radiation Chemistry of Polymeric Systems, New York/London, Interscience Publishers, 1962
  • E. Rexer u. L. Wuckel; Chemische Veränderungen von Stoffen durch energiereiche Strahlung, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1965
  • A.  Heger, H.  Dorschner, L.  Dunsch. B.  Ihme, K. Lunkwitz; Technologie der Strahlenchemie von Polymeren. Carl  Hanser Verlag München Wien, 1990
  • H. Reich et al.; Dosimetrie ionisierender Strahlung. B. G. Teubner Stuttgart, 1990
  • H. Fritz-Niggli; Strahlengefährdung/Strahlenschutz. Ein Leitfaden für die Praxis. Hans Huber, 1997
  • K. Makuuchi, S. Chen; Radiation processing of polymer materials and its industrial applications. John Wiley & Sons Inc., 2012
Batterietechnik:

D. Linden: Handbook of Batteries; McGraw-Hill Handbooks

R. Holze: Leitfaden der Elektrochemie; Teubner Studienbücher Chemie

M. Wakihara: Lithium-ion Batteries – fundamentals and performance: Wiley-VCH

R. Brodd: Lithium-ion Batteries – science and technologies; Springer Verlag
Aktuelle Lehrressourcen
Elektronenstrahl- und Lasertechnik:

Lehrmaterial und Einschreiblisten sind über die Lehr- und Lernplattform OPAL verfügbar
⇒ Link zum OPAL-Katalog der Fakultät Maschinenbau

Batterietechnik:

keine
Hinweise
Keine Angabe
Link zu Kurs/Lernressourcen im OPAL
https://bildungsportal.sachsen.de/opal/auth/RepositoryEntry/32049725449
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