L551 – Electron Beam and Battery Technology

Module
Electron Beam and Battery Technology
Elektronenstrahl- und Batterietechnik
Module number
L551
Version: 1
Faculty
Agriculture/Environment/Chemistry
Level
Master
Duration
1 Semester
Semester
Winter semester
Module supervisor

Prof. Dr. rer. nat. Kathrin Harre
kathrin.harre(at)htw-dresden.de
Lecturer(s)

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

Dr. Christian Waurisch
christian.waurisch(at)htw-dresden.de
Lecturer in: "Batterietechnik"
Course language(s)

German
in "Batterietechnik"

German
in "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
ECTS credits

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

150 hours
90 hours in "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
60 hours in "Batterietechnik"
Courses

5.00 SCH (4.00 SCH Lecture | 1.00 SCH Internship)
3.00 SCH (2.00 SCH Lecture | 1.00 SCH Internship) in "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
2.00 SCH (2.00 SCH Lecture) in "Batterietechnik"
Self-study time

75.00 hours
45.00 hours in "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
30.00 hours in "Batterietechnik"
Pre-examination(s)

Practical laboratory course
in "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
Examination(s)

Alternative examination - Written academic assessment
Examination time: 60 min | Weighting: 60%
in "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"

Alternative examination - Presentation
Examination time: 20 min | Weighting: 40%
in "Batterietechnik"
Form of teaching
Elektronenstrahl- und Lasertechnik:
  • Vorlesung
  • Praktikum
Batterietechnik:

Vorlesung 2 SWS einschließlich zweier Exkursionen zu Produzenten von Speichermaterialien und Speichern
Media type
No information
Instruction content/structure

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.

Qualification objectives

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
Social and personal skills
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
Special admission requirements

keine
Recommended prerequisites

materialwissenschaftliche, fertigungs-oder verfahrenstechnische Grundkenntnisse
Continuation options
Literature
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
Current teaching resources
Elektronenstrahl- und Lasertechnik:

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

Batterietechnik:

keine
Notes
No information
Link to course/learning resources in OPAL
https://bildungsportal.sachsen.de/opal/auth/RepositoryEntry/32049725449
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