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

Dipl.-Ing. Thomas Hucke
thomas.hucke(at)mst.com

Dozent/-in(nen)

Prof. Dr.-Ing. Gunther Göbel
gunther.goebel(at)htw-dresden.de
Dozent/-in in: "Elektronenstrahl- und Lasertechnik"

Dipl.-Ing. Thomas Hucke
thomas.hucke(at)mst.com
Dozent/-in in: "Batterietechnik"

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

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:

Vorlesung

  • Physikalische Grundlagen und -elemente der Strahltechnologien Elektronenstrahl und Laserstrahl
  • Aufbau und Wirkungsweise typischer Industrieanlagen
  • Übersicht der Einzelverfahren (cw-, Puls-Laserstrahl, Vakuum/Non-Vac-Elektronenstrahlung, Bandstrahler)
  • Übersicht zu Anwendungen in der Oberflächen- und Beschichtungstechnik, Fügetechnik 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 (Lasersicherheit, Röntgenstrahlungssicherheit)

Praktikum

  • 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:
  • Hügel, H., Graf, T.: "Laser in der Fertigung", Springer Verlag
  • Schultz, H.:"Elektronenstrahlschweißen", DVS Media
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