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 обществе» 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;

1. Немного истории электромобилей.

• Уроки истории. Рассвет электромобилей.
• Уроки истории. Закат электромобилей.
• Уроки истории. Забвение.
• Кстати. Чем электромобили лучше.
• Кстати. Электромобили и зима

2. Причины перемен и возрождения электромобилей.

• Экология – загрязнение воздуха.
• Экология – другие загрязнения.
• Политика.
• Экономика.
• Век электричества.
• А так ли чисты электромобили?
• На всякий случай. Пик добычи нефти.

3. Электромобили и аккумуляторы.

• Электромобили и гибриды. Классификация.
• Пять основных параметров аккумулятора.
• Электроавтобусы.
• Электрические грузовики, корабли и самолеты.
• Смежные технологии. Мотор-колесо.
• Смежные технологии. Беспроводная зарядка.
• Смежные технологии. Автономное вождение.
• Производители аккумуляторов.
• Продажи электромобилей.

4. Химические источники тока.

• Принцип работы электрохимической ячейки.
• Топливные элементы. Для чего?
• Топливные элементы. Классификация.
• Топливные элементы. Сравнение.
• Топливные элементы. Дополнительная информация.
• Ионисторы (суперконденсаторы).
• Краткая история электрохимии.

5. Основные виды современных аккумуляторов.

• Свинцово-кислотные аккумуляторы.
• Никель кадмиевые, никель-железные и никель-металлгидридные аккумуляторы.
• Литий-ионные аккумуляторы.
• Классические и твердотельные аккумуляторы.

6. Электродные материалы.

• Материалы для положительных электродов. LCO, NMC, NCA и другие материалы со слоистой структурой.
• Материалы для положительных электродов. LMO и LNMO со структурой шпинели.
• Материалы для положительных электродов. LFP со структурой оливина.
• Материалы для отрицательных электродов. Материалы на основе углерода.
• Материалы для отрицательных электродов. LTO со структурой шпинели.
• 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).