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L551 – Elektronenstrahl- und Batterietechnik
Electron Beam and Battery Technology
Version: 1
Prof. Dr. rer. nat. Kathrin Harre
kathrin.harre(at)htw-dresden.de
Dr. rer. nat. Uwe Gohs
uwe.gohs(at)tu-dresden.de
in Veranstaltung "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
Dr. Christian Waurisch
christian.waurisch(at)htw-dresden.de
in Veranstaltung "Batterietechnik"
Deutsch
in Veranstaltung "Batterietechnik"
Deutsch
in Veranstaltung "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
5.00 Credits
3.00 Credits in Veranstaltung "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
2.00 Credits in Veranstaltung "Batterietechnik"
150 Stunden
90 Stunden in Veranstaltung "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
60 Stunden in Veranstaltung "Batterietechnik"
5.00 SWS (4.00 SWS Vorlesung | 1.00 SWS Praktikum)
3.00 SWS (2.00 SWS Vorlesung | 1.00 SWS Praktikum) in Veranstaltung "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
2.00 SWS (2.00 SWS Vorlesung) in Veranstaltung "Batterietechnik"
75.00 Stunden
45.00 Stunden in Veranstaltung "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
30.00 Stunden in Veranstaltung "Batterietechnik"
Laborpraktikum
in Veranstaltung "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
Alternative Prüfungsleistung - Schriftliche Leistungskontrolle
Prüfungsdauer: 60 min | Wichtung: 60 %
in Veranstaltung "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"
Alternative Prüfungsleistung - Referat
Prüfungsdauer: 20 min | Wichtung: 40 %
in Veranstaltung "Batterietechnik"
- Vorlesung
- Praktikum
Vorlesung 2 SWS einschließlich zweier Exkursionen zu Produzenten von Speichermaterialien und Speichern
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.
Veranstaltung "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
- 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.
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.
- 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
- 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
- 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
keine
materialwissenschaftliche, fertigungs-oder verfahrenstechnische Grundkenntnisse
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
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
Lehrmaterial und Einschreiblisten sind über die Lehr- und Lernplattform OPAL verfügbar
⇒ Link zum OPAL-Katalog der Fakultät Maschinenbau