Angewandte Stoffübertragung – Energie- und Dünnschichtsysteme

  • Typ: Vorlesung + Übungen mit 4 Versuchen und Kolloquium
  • Semester: Wintersemester
  • Ort:

    InformatiKOM, Geb. 50.19, Seminarraum 3

  • Zeit:

    Mo., 14:00 – 15:30 Uhr (geändert) 

  • Dozent:

    Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. W. Schabel und weitere wissenschaftliche Mitarbeiter:innen

  • SWS: 2+1 (geändert)
  • ECTS: 6 (geändert)
  • LVNr.: 2260230
  • Hinweis:

    • Vorlesung findet in Präsenz statt (aktuelle Termine siehe Merkblatt)

    • Vier Versuchstage mit Kolloquium und Praktikum in Präsenz

    • Praktikum in den Laboren am KIT CS und KIT CN

    • Versuchstermine werden individuell im Team mit den Betreuern abgestimmt

     

    Bei Fragen wenden Sie sich gerne an den ASÜ-Koordinator Linus Janning (Mail: linus.jannung@kit.edu).

     

Feedback der Master-Studenten nach der ASÜ Vorlesung und den Versuchen 

  • „Die Vorlesung war insgesamt sehr interessant und kurzweilig gestaltet.“ 
  • „sehr freier und interaktiver Vorlesungsstil: ungewohnt, aber gut!“
  • „Gute Aufteilung in die 4 Themenbereiche, passend zu den Versuchen!“
  • „Die Versuche sind thematisch sinnvoll aufgeteilt, spannend und im Durchführungsaufwand angemessen.“
  • „Kolloquien sind sehr hilf- und lehrreich und vermitteln das benötigte Wissen bei einer ungezwungenen Atmosphäre.“
  • „Sehr gute Betreuung mit schneller und hilfreicher Rückmeldung bei Fragen.“

Inhalt: Die Vorlesung mit verschiedenen Experimenten und eigener Versuchsauswertung richtet sich an Studierende, die sich für grundlegende und anwendungsnahe Fragestellungen der Stoffübertragung interessieren. Dabei liegt der Schwerpunkt auf Anwendungen im Bereich der erneuerbaren Energien sowie der Batterie- und Wasserstofftechnologien.

Multikomponenten-Verdunstung an einer Wasserstoff-Elektrolyseur-Membran (links). Stofftransportwiderstände in porösen Systemen (Batterieelektroden (mitte). Protonenleitende Membran beschichtet mit porösem Katalysatorpartikelfilm (rechts).

In den vorlesungsbegleitenden Experimenten (Laborpraktika) werden die Versuche in Teamarbeit durchgeführt. Im begleitenden Kolloquium werden gemeinsam mit den Betreuenden relevante Vorlesungsinhalte vertieft sowie Hinweise und Hilfestellungen zur Auswertung und Interpretation der Versuchsergebnisse gegeben. Die Ergebnisse und deren Einordnung werden dabei in engem Austausch gemeinsam diskutiert.

Vorlesungstermine / Themen

  • Einführung in die Angewandte Stoffübertragung (ASÜ) mit Gruppeneinteilung
  • Stefan-Diffusion, Hertz-Knudsen-Graham-Diffusion in mikro- und nanoporösen Materialien
  • Mehrkomponentenstofftransport, selektive Trocknung, Azeotrope / Arheotrope, gasseitiger Stofftransport, oberflächenspannungsinduzierte (Marangoni-)Strömungen
  • Filmseitige Diffusion, Polymerdiffusion, Filmtrocknung
  • Adsorption, Absorption und Chemisorption
  • Numerische Simulation und Scale-Up mit Anwendung der Stoffübertragung

Prakikumsversuche (4 Termine an KIT CS / CN Laboren)

  • Versuch 1: Stefan-, Hertz-Knudsen- & Graham Diffusion
  • Versuch 2: Selektiver Stofftransport & Diffusion in Flüssigkeiten, Marangoni-Ströme
  • Versuch 3: Stoffübertragung in Flüssigkeiten und Polymerlösungen, Filmtrocknung
  • Versuch 4: Ad- & Absorption mit Chemisorption am Beispiel von CO2 Gasen

Die Teilnehmerzahl ist aufgrund der vorlesungsbegleitenden Laborpraktika mit individueller Betreuung sowie der anschließenden Versuchsauswertung auf 15 Studierende begrenzt. Die Praktika finden in Teams mit drei bis fünf Teilnehmenden statt. Die Einteilung der Teams erfolgt in den ersten Vorlesungsterminen vor dem ersten Praktikumstag.

Die Anmeldung zur mündlichen Prüfung setzt die Teilnahme an und die Abgabe (Testierung) von 3 von 4 Versuchen voraus. Die Prüfung kann im Rahmen verschiedener CIW-Master-Vertiefungsfächer sowie als technisches Ergänzungsfach in Form einer mündlichen Einzelfachprüfung abgelegt werden.

Anmeldung zur Prüfung bitte per Mail über Ulrike Lossow (Mail: ulrike.lossow@kit.edu). 

Aktuelle Infos unter: www.tft.kit.edu - Lehre