| Ders Adı | Kodu | Yerel Kredi | AKTS | Ders (saat/hafta) | Uygulama (saat/hafta) | Laboratuar (saat/hafta) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Nanomalzemelerin Enerji Dönüşümü ve Depolanması | KIM5215 | 3 | 7.5 | 3 | 0 | 0 |
| Önkoşullar | Yok |
|---|
| Yarıyıl | Güz, Bahar |
|---|
| Dersin Dili | İngilizce, Türkçe |
|---|---|
| Dersin Seviyesi | Doktora |
| Dersin Türü | Seçmeli @ Kimya ABD Anorganik Kimya Doktora Programı |
| Ders Kategorisi | Uzmanlık/Alan Dersleri |
| Dersin Veriliş Şekli | Yüz yüze |
| Dersi Sunan Akademik Birim | Kimya Bölümü |
|---|---|
| Dersin Koordinatörü | Bahadır Keskin |
| Dersi Veren(ler) | Bahadır Keskin |
| Asistan(lar)ı |
| Dersin Amacı | Günümüzde büyük önem ve talep gören nanomalzemelerin elektrokimyasal enerji dönüşüm ve depolanmasında uygulama teknolojilerinin incelenmesi. |
|---|---|
| Dersin İçeriği | Dünyada son yıllarda geliştirilen nanomalzemelerin elektrokimyasal enerji dönüşümü, enerji depolanması ve bu teknolojilerinin temel ilke ve teorilerini tanıtmak. Bu teknolojilerde kullanılan nano ölçekli malzemelerin sentezi, karakterizasyonu, elektrokimyasal dönüşümü ve depolama uygulamalarını ve üstün özelliklerini tanıtmak. Öğrencilere yeni nanoenerji teknolojileri pil, batarya, akü, yakıt pilleri, hidrojen üretimi ile ilgili ilgili bilgi ve beceri kazandırmak, çok yeni olan bu konunun yaşam boyu öğrenmeyle çok ilişkili olduğunu vurgulamak. İstenen gereksinimleri karşılayacak biçimde bir sistemi veya bir nano-cihazı tasarlama becerisi kazandırmak. Enerji depolanması ve dönüşümü malzeme, makine, fizik ve kimya gibi farklı disiplinleri bir araya getirdiği için disiplinler arası takımlarda çalışabilme becerisini öğrencilere kazandırmak. |
| Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar |
|
| Opsiyonel Program Bileşenleri | Yok |
Ders Öğrenim Çıktıları
- Elektrokimyasal Enerji dönüşüm ve depolama alanında yeni ve gelişmekte olan uygulamalar hakkında farkındalık; gerektiğinde bunları inceleme ve öğrenebilme becerisi kazanır.
- Bataryalar, yakıt pilleri, Süperkapasitörler, aküler ile ilgili çalışmalarının süreç ve sonuçlarını, o alandaki veya dışındaki ulusal ve uluslar arası ortamlarda sistematik ve açık bir şekilde yazılı ya da sözlü olarak aktarabilir.
- Fotoelektrokimyasal hidrojen üretimi, CO2 dönüşümü, gibi Lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak, aynı veya farklı bir alanda bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirir, derinleştirir ve teknolojik açıdan temel bazı hesaplamalar yapabilir.
- Doğal ve uygulamalı bilimlerde bilimsel araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşabilme, bilgiyi değerlendirme, yorumlama ve uygulama becerisi kazanır.
Ders Öğrenim Çıktısı & Program Çıktısı Matrisi
| DÖÇ-1 | DÖÇ-2 | DÖÇ-3 | DÖÇ-4 |
Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları
| Hafta | Konular | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | Global Enerji bugünkü durumu, talep, zorluklar ve perspektifler. Temiz ve Sürdürülebilir Enerji. Yeşil ve sürdürülebilir Enerji Kaynakları. | İlgili kitaplar, Ders notları |
| 2 | Nanomalzemeler; Nanotüpler, nanokristaller, nanopartiküller, nanofiberler. Atom yapısı, bağlar, kristal, moleküler, aerojel, ve amorf yapılar. Nanoparçacıkların sentezinde kullanılan yöntemler. | İlgili kitaplar, Ders notları |
| 3 | Karbon Nano Malzemeler: Fulleren ve karbon nanotüp, karbür temelli karbonları türevleri, hazırlanması, reaksiyonları ve kullanım alanları. | İlgili kitaplar, Ders notları |
| 4 | Tek ve 2D boyutlu yarı iletkenler ve oksit nanoyapılar: Grafen, Grafen oksit türevleri, sentezi, reaksiyonları ve kullanım alanları. | İlgili kitaplar, Ders notları |
| 5 | Çok fonksiyonel nanokompozitler: karbon metal-sülfür ve metal-oksit nanokompozitler, nanogözenekli polimer kompozitler, hazırlanması ve uygulamaları. | İlgili kitaplar, Ders notları |
| 6 | Elektrokimyasal bilim ve teknolojiye genel bakış, Elektrot Kinetiği: Şarj Transferi, Butler-Volmer Denklemi, Kütle Transferi, Difüzyon Kanunları. Elektrokimyasal Cihazlar İçin yapı, tasarım ve üretim yöntemleri. | İlgili kitaplar, Ders notları |
| 7 | Enerji Dönüşüm Teknolojileri: Yeni nesil yakıt pilleri, konvansiyonel, küçük ve taşınabilen, mikrobiyal, PEM, katı oksit yakıt pilleri, Alkali Metal Termo-Elektrokimyasal enerji çeviriciler. | İlgili kitaplar, Ders notları |
| 8 | Ara Sınav 1 / Uygulama veya Konu Tekrarı | |
| 9 | Hidrojen enerjisi, hidrojen üretim teknikleri. Yapay fotosentez. | İlgili kitaplar, Ders notları |
| 10 | Süperkapasitörler (SC): yapısı, özellikleri, temelleri, çeşitleri, uygulamaları, avantaj ve dezavantajları; ultrakapasitörler. SC malzemeleri: ayıraç, elektrolit, elektrot. | İlgili kitaplar, Ders notları |
| 11 | Elektrokimyasal İki Tabakalı Kapasitörler (EDLC), SC de elektrokimyasal süreçler, elektriksel parametrelerin hesaplanması, asimetrik ve hibrit süperkapasitörler, üretimi, uygulamaları ve son gelişmeler. | İlgili kitaplar, Ders notları |
| 12 | Gelişmiş Pb asit Aküler, çeşitleri, akü ekipmanları. Elektrik şebekelerine yenilenebilir nesil entegrasyonu için depolama. Enerji dönüşümü ve depolanması için elektrokimyasal reaktörler. | İlgili kitaplar, Ders notları |
| 13 | Fotoelektrokimyasal Hidrojen üretimi: kısmi oksidasyon, hidrojenasyon, hidrojen giderme reaktörleri. Hidrojen ve biyoyakıt üretimi için mikrobiyal elektrokimyasal sistem. CO2'nin yenilenebilir enerjili yakıtlara dönüştürülmesi. Bakteriyel yardımlı elektrokimyasal dönüşüm. Amonyak üretimi için elektrokimyasal süreçler. | İlgili kitaplar, Ders notları |
| 14 | Güncel literatür örnekleri, Sunum | Konu ile ilgili literatür araştırması ve sunum hazırlanması |
| 15 | Final |
Değerlendirme Sistemi
| Etkinlikler | Sayı | Katkı Payı |
|---|---|---|
| Devam/Katılım | 14 | |
| Laboratuar | ||
| Uygulama | 1 | |
| Arazi Çalışması | ||
| Derse Özgü Staj | ||
| Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği | ||
| Ödev | 3 | 15 |
| Sunum/Jüri | 1 | 15 |
| Projeler | 1 | |
| Seminer/Workshop | ||
| Ara Sınavlar | 1 | 30 |
| Final | 1 | 40 |
| Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı | ||
| Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı | ||
| TOPLAM | 100 | |
AKTS İşyükü Tablosu
| Etkinlikler | Sayı | Süresi (Saat) | Toplam İşyükü |
|---|---|---|---|
| Ders Saati | 13 | 3 | |
| Laboratuar | |||
| Uygulama | 1 | 6 | |
| Arazi Çalışması | |||
| Sınıf Dışı Ders Çalışması | 14 | 8 | |
| Derse Özgü Staj | |||
| Ödev | 3 | 9 | |
| Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği | |||
| Projeler | |||
| Sunum / Seminer | 1 | 20 | |
| Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi) | 1 | 10 | |
| Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi) | 1 | 15 | |
| Toplam İşyükü : | |||
| Toplam İşyükü / 30(s) : | |||
| AKTS Kredisi : | |||
| Diğer Notlar | KIM5215: Enerji depolanması ve dönüşümü malzeme, makine, elektrik mühendislikleri yanısıra, fizik ve kimya gibi farklı disiplinleri bir araya getirdiği için farklı disiplinler arası çalışmalarda eksiklikleri karşılama potansiyeline sahiptir. |
|---|
