Die Elektrochemie steht im Mittelpunkt der modernen Energiewende in Deutschland und weltweit. Zu den elektrochemischen Systemen zählen unter anderem Batterien, Superkondensatoren, grüner Wasserstoff, Brennstoffzellen, grüne Stahlproduktion und grüne Metallgewinnung.
Die Vorlesung umfasst folgende Inhalte: Thermodynamik elektrochemischer Systeme; Thermodynamik der Grenzfläche und Adsorptionsphänomene; Thermodynamik von Nichtgleichgewicht und Überspannung; Stofftransport geladener Teilchen; Ladungstransfer an der Grenzfläche; Modellierung elementarer elektrochemischer Systeme; Simulation elektrochemischer Messungen an Modellsystemen.
Die Studierenden lernen die Grundlagen der Elektrochemie und die Modellierung elektrochemischer Systeme in Seminaren und praktischen Übungen mit COMSOL.

Die Photoelektrochemie befasst sich mit der Umwandlung von Sonnenenergie in Chemikalien und Elektrizität. Mithilfe eines Absorbers werden Photonen in Elektronen umgewandelt und zur Herstellung neuer Chemikalien genutzt.
Die Vorlesung umfasst folgende Inhalte: Phänomenologie der Sonnenenergieumwandlung in elektrochemischen Systemen; Grundlagen der Festkörperphysik; Grundlagen der Halbleiter; Elektronentransport in Halbleitern; Reaktion an der Grenzfläche; Absorptionsphänomene; Photostrom; Photoelektrochemische Systeme.
Die Studierenden lernen in Seminaren die Grundlagen der Photoelektrochemie und ihre Anwendung bei der Charakterisierung von Materialien sowie in Geräten zur Umwandlung von Sonnenenergie in chemische Stoffe und Elektrizität.

Die Elektrochemie steht im Mittelpunkt der modernen Energiewende in Deutschland und weltweit. Zu den elektrochemischen Systemen zählen unter anderem Batterien, Superkondensatoren, grüner Wasserstoff, Brennstoffzellen, grüne Stahlproduktion und grüne Metallgewinnung.
Die Vorlesung umfasst folgende Inhalte: Thermodynamik elektrochemischer Systeme; Thermodynamik der Grenzfläche und Adsorptionsphänomene; Thermodynamik von Nichtgleichgewicht und Überspannung; Stofftransport geladener Teilchen; Ladungstransfer an der Grenzfläche; Modellierung elementarer elektrochemischer Systeme; Simulation elektrochemischer Messungen an Modellsystemen.
Die Studierenden lernen die Grundlagen der Elektrochemie und die Modellierung elektrochemischer Systeme in Seminaren und praktischen Übungen mit COMSOL.

Die Veranstaltung führt in die Systemzusammenhänge der Energiewende ein (Wetter, Klima, Klimawandel, Risiken, Zusammenhang von Wirtschaftsleistung und Energieverbrauch) und behandelt anschließend die materialwissenschaftlichen Hebel entlang der Energiewertschöpfung: erneuerbare Stromerzeugung mit Photovoltaik und Solarthermie, Windenergie mit Fokus auf Werkstoffe, Oberflächen und Schutzsysteme, weitere erneuerbare Energien (Geothermie, Wasserkraft, Biogas), die Wasserstoffwirtschaft (Elektrolyse, Speicherung/Transport, Power to X) sowie elektrochemische und thermische Energiespeicher. Für den Wärmesektor werden Dämm- und Isolationsstoffe sowie Wärmepumpen hinsichtlich Funktion, Effizienz, Alterung und Kreislaufführung analysiert. Den Abschluss bilden „Nachhaltige Werkstoffnutzung“ mit zirkulären Strategien (Lebensdauer, Reparatur, Wiederverwendung, Recycling, einfache LCA-Überlegungen) sowie eine Wiederholungs- und Prüfungsvorbereitungssitzung.
Nach Abschluss des Moduls können die Studierenden die genannten Felder der Energiewende materialwissenschaftlich einordnen, relevante Werkstoffklassen, Belastungs- und Umweltbedingungen sowie Degradations- und Versagensmechanismen insbesondere in Photovoltaik, Solarthermie, Windenergie und der Wasserstoffwirtschaft (inklusive Power to X) beschreiben, geeignete Materialien für Speicher-, Dämm-, Isolations- und Wärmepumpenanwendungen auswählen und begründet bewerten, zugehörige Prozessketten und einfache Prüf- bzw. Qualitätssicherungsansätze skizzieren sowie Grundideen zirkulärer Nutzung und erste LCA-Gedanken in lebenszyklusorientierte Entscheidungen einbeziehen.

Grundlagen akustischer, optischer und bildverarbeitender Messsysteme; Laufzeit- und chromatisch-basierte, triangulationsbasierte, interferometrische und Speckle-Messverfahren; Thermografie; Anwendungsbeispiele in der Fertigungs- und Verfahrenstechnik

Es werden die Grundlagen zur Tribologie und der Viskosität sowie deren Bedeutung erläutert. Speziell wird auf Reibung und Verschleiß in der Umformung und auf die daraus resultieren Anforderungen eingegangen. Es wird der Bogen von der eher theoretischen Tribologie zur praktischen Anwendung geschlagen

Die Elektrochemie steht im Mittelpunkt der modernen Energiewende in Deutschland und weltweit. Zu den elektrochemischen Systemen zählen unter anderem Batterien, Superkondensatoren, grüner Wasserstoff, Brennstoffzellen, grüne Stahlproduktion und grüne Metallgewinnung.
Die Vorlesung umfasst folgende Inhalte: Thermodynamik elektrochemischer Systeme; Thermodynamik der Grenzfläche und Adsorptionsphänomene; Thermodynamik von Nichtgleichgewicht und Überspannung; Stofftransport geladener Teilchen; Ladungstransfer an der Grenzfläche; Modellierung elementarer elektrochemischer Systeme; Simulation elektrochemischer Messungen an Modellsystemen.
Die Studierenden lernen die Grundlagen der Elektrochemie und die Modellierung elektrochemischer Systeme in Seminaren und praktischen Übungen mit COMSOL.

Die Veranstaltung führt in die Systemzusammenhänge der Energiewende ein (Wetter, Klima, Klimawandel, Risiken, Zusammenhang von Wirtschaftsleistung und Energieverbrauch) und behandelt anschließend die materialwissenschaftlichen Hebel entlang der Energiewertschöpfung: erneuerbare Stromerzeugung mit Photovoltaik und Solarthermie, Windenergie mit Fokus auf Werkstoffe, Oberflächen und Schutzsysteme, weitere erneuerbare Energien (Geothermie, Wasserkraft, Biogas), die Wasserstoffwirtschaft (Elektrolyse, Speicherung/Transport, Power to X) sowie elektrochemische und thermische Energiespeicher. Für den Wärmesektor werden Dämm- und Isolationsstoffe sowie Wärmepumpen hinsichtlich Funktion, Effizienz, Alterung und Kreislaufführung analysiert. Den Abschluss bilden „Nachhaltige Werkstoffnutzung“ mit zirkulären Strategien (Lebensdauer, Reparatur, Wiederverwendung, Recycling, einfache LCA-Überlegungen) sowie eine Wiederholungs- und Prüfungsvorbereitungssitzung.
Nach Abschluss des Moduls können die Studierenden die genannten Felder der Energiewende materialwissenschaftlich einordnen, relevante Werkstoffklassen, Belastungs- und Umweltbedingungen sowie Degradations- und Versagensmechanismen insbesondere in Photovoltaik, Solarthermie, Windenergie und der Wasserstoffwirtschaft (inklusive Power to X) beschreiben, geeignete Materialien für Speicher-, Dämm-, Isolations- und Wärmepumpenanwendungen auswählen und begründet bewerten, zugehörige Prozessketten und einfache Prüf- bzw. Qualitätssicherungsansätze skizzieren sowie Grundideen zirkulärer Nutzung und erste LCA-Gedanken in lebenszyklusorientierte Entscheidungen einbeziehen.

Die Photoelektrochemie befasst sich mit der Umwandlung von Sonnenenergie in Chemikalien und Elektrizität. Mithilfe eines Absorbers werden Photonen in Elektronen umgewandelt und zur Herstellung neuer Chemikalien genutzt.
Die Vorlesung umfasst folgende Inhalte: Phänomenologie der Sonnenenergieumwandlung in elektrochemischen Systemen; Grundlagen der Festkörperphysik; Grundlagen der Halbleiter; Elektronentransport in Halbleitern; Reaktion an der Grenzfläche; Absorptionsphänomene; Photostrom; Photoelektrochemische Systeme.
Die Studierenden lernen in Seminaren die Grundlagen der Photoelektrochemie und ihre Anwendung bei der Charakterisierung von Materialien sowie in Geräten zur Umwandlung von Sonnenenergie in chemische Stoffe und Elektrizität.

Grundlagen akustischer, optischer und bildverarbeitender Messsysteme; Laufzeit- und chromatisch-basierte, triangulationsbasierte, interferometrische und Speckle-Messverfahren; Thermografie; Anwendungsbeispiele in der Fertigungs- und Verfahrenstechnik

Es werden die Grundlagen zur Tribologie und der Viskosität sowie deren Bedeutung erläutert. Speziell wird auf Reibung und Verschleiß in der Umformung und auf die daraus resultieren Anforderungen eingegangen. Es wird der Bogen von der eher theoretischen Tribologie zur praktischen Anwendung geschlagen

Das Modul vermittelt die dominierenden, physikalischen Parameter und Prozesse der erdnahen Weltraumumgebung und ihre Auswirkungen auf das Design und die Operation von Raumfahrtzeugen, Weltraumhabitaten und Weltraumanzügen kennen.

Die Elektrochemie steht im Mittelpunkt der modernen Energiewende in Deutschland und weltweit. Zu den elektrochemischen Systemen zählen unter anderem Batterien, Superkondensatoren, grüner Wasserstoff, Brennstoffzellen, grüne Stahlproduktion und grüne Metallgewinnung.
Die Vorlesung umfasst folgende Inhalte: Thermodynamik elektrochemischer Systeme; Thermodynamik der Grenzfläche und Adsorptionsphänomene; Thermodynamik von Nichtgleichgewicht und Überspannung; Stofftransport geladener Teilchen; Ladungstransfer an der Grenzfläche; Modellierung elementarer elektrochemischer Systeme; Simulation elektrochemischer Messungen an Modellsystemen.
Die Studierenden lernen die Grundlagen der Elektrochemie und die Modellierung elektrochemischer Systeme in Seminaren und praktischen Übungen mit COMSOL.