Behörighetskrav

120 hp med 90 hp kemi. Fotokemi, 10 hp, och Avancerad elektrokemi, 5 hp, eller motsvarande.

Mål

Den studerande skall efter genomgången kurs kunna

• förklara de grundläggande principerna för fotosyntetisk energiomvandling och hur dessa principer kan tillämpas på olika typer av solceller och solbränslesystem.
• diskutera olika tillvägagångssätt för framställning av solbränslen genom direkta processer.
• förklara de fysikaliska och evolutionära villkoren för fotobiologisk bränsleproduktion och diskutera hur syntetisk biologi kan tillämpas för att öka den fotosyntetiska produktiviteten.
• förklara funktionen av olika typer av solceller samt mekanismer för laddningsseparation, och beskriva deras morfologi och material.
• utföra mätningar och beräkningar av verkningsgraden för olika solcellstyper.
• förklara funktion och användning av olika batterier, superkapacitorer och bränsleceller, betydelsen av materialens kemi för deras funktion samt deras roll i energisystemet.
• redogöra för aktuella forskningsutmaningar inom området kemisk energilagring och energiomvandling samt redogöra för aktuell forskningsmetodik.
• skriftligen och muntligen redogöra för ett forskningsprojekt för en internationell publik.

Innehåll

A. Fotobiologi och Fotobiokemi

Energiomvandling och energilagring i fotosyntesen, artificiell fotosyntes, biomimetiska katalysatorer för vattenspjälkning och vätgasframställning, genmodifikation i fotosyntetiserande organismer, fotobiologisk bränsleproduktion.

B. Solceller

Principer för omvandling av solenergi till elektricitet, fundamentala beräkningar och mätningar av solcellers effektivitet, olika solcellstekniker, färgämnes-sensiterade solceller, organiska solceller, laddningsseparation och laddningstransport.

C. Batterier och bränsleceller

Elektrokemiska processer i olika batterier, batterimaterial (bulk, ytor och nanoegenskaper), katoder, anoder och elektrolyter för Li-jonbatterier, superkapacitorer, kemin för olika typer av bränsleceller, karakterisering och kemiska reaktioner vid fasgränsytor i bränsleceller, säkerhet och pålitlighet hos batterier och bränsleceller.

D. Individuellt projekt

Individuellt projekt (bestående antingen av praktiskt laboratoriearbete eller också litteraturstudie) som presenteras både muntligt och skriftligt

Undervisning

Föreläsningar, lektioner, demonstrationer, gruppövningar och laboratoriearbete.

Examination

Skriftlig eller muntlig tentamen (11 hp) vid slutet av kursen. Laborationer och projektarbete motsvarar 4 hp. Slutbetyget motsvarar en sammanvägning av resultatet av det skriftliga provet och laborationerna.