Аккумуляторы, топливные элементы и их роль в современном мире

В курсе рассказывается об аккумуляторах, топливных элементах и их роли в современном обществе. Для наглядного представления роли химических источников тока основной фокус делается на электромобилях. В начале курса проводится краткий экскурс в историю для изучения причин экономической неудачи технологий, которые всеми рассматривались как наиболее перспективными. Затем рассматриваются основные причины их возрождения (экологические, экономические и политические) и то какое влияние это окажет на развитие технологий аккумуляторов и топливных элементов. Затем проведется сравнение основных технологий и материалов химических источниках тока.

Еженедельное изучение курса включает:

• просмотр видеолекций с изложением теоретических положений, видеодемонстраций решений практико-ориентированных задач;
• работу с электронным учебником;
• выполнение тренировочных учебных заданий с комментариями ответов, тестов, домашних заданий и проекта.

После изучения всех материалов курса предусматривается итоговое тестирование.

Окончательная оценка достигнутых результатов обучения формируется с учетом итогового тестирования и данных еженедельного контроля.

В курсе Вам доступна на бесплатной основе первая неделя курса для ознакомления с материалами и структурой курса для принятия решения о его полном освоении. Для получения доступа ко всем материалам курса с прохождением итоговой аттестации с прокторингом и получением подтвержденного сертификата, Вам необходимо провести оплату.

• Скундин А.М., Воронков Г.Я. Химические источники тока: 210 лет / А.М. Скундин, Г.Я. Воронков. М.: Издательский центр «Поколение», 2010. 349 с.
• Багоцкий В.С., Скундин А.М., Химические источники тока / В.С. Багоцкий, А.М. Скундин. М.: Энерго-издат, 1981

Курс «Аккумуляторы, топливные элементы и их роль в современном мире» является вводным, рассчитан на общую аудиторию и не требует каких-либо специальных знаний.

Однако, усвоение материала будет более эффективным, если обучающиеся будут обладать элементарными знаниями по направлениям:

• химия – раздел «Неорганическая химия» в объёме среднего общего образования;
• физика – раздел «Электричество и магнетизм» в объёме среднего общего образования;

Раздел 1. Немного истории электромобилей.
Тема 1.1. Уроки истории. Рассвет электромобилей
Тема 1.2. Уроки истории. Закат электромобилей
Тема 1.3. Уроки истории. Забвение
Тема 1.4. Кстати. Чем электромобили лучше
Тема 1.5. Кстати. Электромобили и зима
Тема 1.6. Сегодня. Возрождение

Раздел 2. Причины перемен и возрождения электромобилей.
Тема 2.1. Причины перемен. Экология – загрязнение воздуха
Тема 2.2. Причины перемен. Экология – другие загрязнения
Тема 2.3. Причины перемен. Политика
Тема 2.4. Причины перемен. Экономика
Тема 2.5. Причины перемен. Век электричества
Тема 2.6. Экологичность
Тема 2.7. Пик добычи нефти

Раздел 3. Электромобили и аккумуляторы.
Тема 3.1. Электромобили и гибриды. Классификация.
Тема 3.2. Пять основных параметров аккумулятора.
Тема 3.3. Электроавтобусы.
Тема 3.4. Электрические грузовики, корабли и самолеты.
Тема 3.5. Смежные технологии. Мотор-колесо.
Тема 3.6. Смежные технологии. Беспроводная зарядка.
Тема 3.7. Смежные технологии. Автономное вождение.
Тема 3.8. Производители аккумуляторов.

Раздел 4. Химические источники тока.
Тема 4.1. Принцип работы электрохимической ячейки.
Тема 4.2. опливные элементы. Для чего?
Тема 4.3. Топливные элементы. Классификация.
Тема 4.4. Топливные элементы. Сравнение.
Тема 4.5. Топливные элементы. Дополнительная информация.
Тема 4.6. Ионисторы (суперконденсаторы).
Тема 4.7. Краткая история электрохимии.

Раздел 5. Основные виды современных аккумуляторов.
Тема 5.1. Свинцово-кислотные аккумуляторы.
Тема 5.2. Никель кадмиевые, никель-железные и никель-металлгидридные аккумуляторы.
Тема 5.3. Литий-ионные аккумуляторы.
Тема 5.4. Классические и твердотельные аккумуляторы.

Раздел 6. Электродные материалы.
Тема 6.1. Материалы для положительных электродов. LCO, NMC, NCA и другие материалы со слоистой структурой.
Тема 6.2. Материалы для положительных электродов. LMO и LNMO со структурой шпинели.
Тема 6.3. Материалы для положительных электродов. LFP со структурой оливина.
Тема 6.4. Материалы для отрицательных электродов. Материалы на основе углерода.
Тема 6.5. Материалы для отрицательных электродов. LTO со структурой шпинели.
Тема 6.6. Что дальше?

После освоения курса обучающийся будет способен:

• Понимать и правильно формулировать причины роста популярности химических источников тока и электромобилей.
• Оценивать риски, оказывающие влияние на рост доли электромобилей и альтернативной энергетики
• Описывать типы гибридных транспортных средств и основные параметры аккумуляторов
• Определять сильные и слабые стороны различных типов химических источников тока
• Выбирать наиболее подходящий тип аккумуляторов в зависимости от области применения

Результатом обучения в рамках дисциплины является формирование у студента следующих компетенций:

• навык поиска, оценивания и использования информации по вопросам изучаемых дисциплин (ОК-1);
• способности соотносить вопросы профессиональной деятельности (в соответствии с профилем подготовки), проблематику исследования с философскими и социогуманитарными знаниями; рассматривает вопросы, связанные с профессиональной деятельностью, с позиции научного мировоззрения (ОК-1);
• способности к самоорганизации и самообразованию (ОК-7);
• способность сознавать социальную значимость химических источников тока, обладать мотивацией к осуществлению профессиональной деятельности (ОПК-1);
• способностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий базовый научный аппарат (ОПК-2);
• способность осуществлять поиск, хранение, обработку и анализ информации из различных источников и баз данных, представлять ее в требуемом формате с использованием информационных, компьютерных и сетевых технологий (ОПК-6).