ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE

Ders Bilgi Formu ( KMB 461 )


   Temel bilgiler
Ders adı: Batarya Teknolojileri
Ders kodu: KMB 461
Öğretim üyesi: Prof. Dr. Rezan DEMİR ÇAKAN
AKTS kredisi: 5
GTÜ kredisi: 3 ()
Yılı, Dönemi: 4, Bahar
Dersin düzeyi: Lisans
Dersin tipi: Bölüm seçmeli
Öğretim dili: İngilizce
Öğretim şekli: Yüz yüze
Ön koşullar: Yok
Staj durumu: Yok
Dersin amacı: Derste, şarj edilebilir pil teknolojilerinin çalışma prensibi, pil bileşen ve tasarımı dikkate alınarak elektrokimyasal enerji depolamanın temellerine odaklanılacaktır. Tek kullanımlık ve şarj edilebilir piller ele alınacak, güvenlik ve geri dönüşüm prosesleri analiz edilecektir. Temel bilim ve mühendisliğin beraber kullanıldığı ders kapsamında, enerji depolama sistemlerinin gelişiminin bütün adımları incelenmiş olacaktır.
   Öğrenme çıktıları Yukarı

Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler, şu yetilere sahip olurlar:

  1. Pillerin temel kinetik ve termodinamik özelliklerinin kavranması: elektrot ara yüzlerinde yük aktarımı, hücre direnci, iyon difüzyonu, elektroda elektron difüzyonu, kapasite azalması

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Matematik, fen bilimleri ve Kimya Mühendisliği disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinde kullanabilme becerisi.
    2. Karmaşık Mühendislik problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi.
    3. Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi.

    Değerlendirme Tipi

    1. Yazılı sınav
  2. Pillerin karakterizasyon yöntemlerinin öğrenilmesi; şarj/deşarj döngüleri, aşırı potansiyel, pil kapasitesi, şarj durumu, sağlık durumu, empedans

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Matematik, fen bilimleri ve Kimya Mühendisliği disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinde kullanabilme becerisi.
    2. Karmaşık Mühendislik problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi.
    3. Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi
    4. Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi.

    Değerlendirme Tipi

    1. Yazılı sınav
  3. Pil bileşenleri ve proseslerinin tanımlanması; ayırıcılar, bağlayıcı, elektrolit, katkı maddeleri, iyon ekleme/çıkarma, katı elektrolit ara faz (SEI) oluşumu, bozulma

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Matematik, fen bilimleri ve Kimya Mühendisliği disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinde kullanabilme becerisi.
    2. Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi
    3. Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi.

    Değerlendirme Tipi

    1. Yazılı sınav
  4. Li-iyon pillerde güvenlik sorunları ve geri dönüşüm

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Matematik, fen bilimleri ve Kimya Mühendisliği disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinde kullanabilme becerisi.
    2. Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi

    Değerlendirme Tipi

    1. Yazılı sınav
  5. Batarya teknolojileri konularında ekip çalışması ile rapor hazırlayabilme ve sunum yapabilme

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi.
    2. Mühendislik problemlerinde disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi.
    3. Sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az bir yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme, etkin sunum yapabilme, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi.

    Değerlendirme Tipi

    1. Seminer/sunum
    2. Dönem projesi
   İçerik Yukarı
1. hafta: Elektrokimyasal Enerji Depolama Sistemlerine Giriş
2. hafta: Elektrokimyanın temelleri
3. hafta: Elektrokimyasal hücreler ve çalışma prensibleri, Dönem proje konularının belirlenmesi
4. hafta: Birincil piller
5. hafta: Yeniden şarj edilebilir piller, lityum iyon piller
6. hafta: Elektrokimyasal Hücrelerde Başlıca Reaksiyon Mekanizmaları Türleri
7. hafta: Lityum iyon pillerde elektrot seçimi, Vize sınavı
8. hafta: Lityum Pillerde Negatif Elektrotlar
9. hafta: Lityum Pillerde Pozitif Elektrotlar
10. hafta: Elektrokimyasal Analiz Yöntemleri
11. hafta: Sulu Elektrolit ve Katı Hal Pilleri, Dönem projesi
12. hafta: Yeni Nesil Piller, Proje sunumları
13. hafta: Pil Güvenliği ve Ölçeklendirme, Proje sunumları
14. hafta: Kullanılmış Piller ve Geri Dönüşüm Prosesleri, Proje sunumları
15. hafta*: -
16. hafta*: Final sınavı
Ders kitapları ve materyaller: -Batteries for Portable Devices, Gianfranco Pistoia, Elsevier, 2005, ISBN: 0-444-
51672-7
-Electrochemistry - The Basics, with Example, 2012, Springer, ISBN 978-3-642-
30249-7
-Analytical electrochemistry, Joseph Wang, 2006, John Wiley & Sons, Inc.ISBN-13
978-0-471-67879-3
Önerilen kaynaklar: -Battery Management Systems Accurate State-of-Charge Indication for Battery Powered Applications, 2008, Springer, ISBN 978-1-4020-6944-4
-Electrochemical Methods, Fundamentals and Applications, Allen J. Bard and Larry
R. Faulkner, 2001, John Wiley & Sons, Inc, ISBN 0-471-04372-9
-Advanced Batteries: Materials Science Aspects, Robert A. Huggins, 2009, Springer,
ISBN: 978-0-387-76423-8
  * 15. ve 16. haftalar arası final sınavına hazırlık haftası bulunmaktadır.
Değerlendirme Yukarı
Değerlendirme tipi Hafta numarası Ağırlık (%)
Ara sınavlar (Vizeler): 7 30
Dönem içi diğer çalışmalar: 12, 13, 14 10
Proje: 3, 11 10
Ödev: 0
Kısa sınav (Quiz): 0
Final sınavı: 16 50
  Toplam ağırlık:
(%)
   İş yükü Yukarı
Etkinlik Süre (Haftalık saat) Toplam hafta sayısı Dönem boyu toplam iş yükü
Dersler (Yüz yüze öğretme): 3 14
Ders dışı bireysel çalışma: 3 14
Uygulama, Rehberli problem çözme: 0 0
Ödev: 0 0
Dönem projesi: 3 3
Dönem projesi sunumu: 1 3
Kısa sınav (Quiz): 0 0
Ara sınav için bireysel çalışma: 5 2
Ara sınav (Vize): 2 1
Final sınavı için bireysel çalışma: 6 3
Final sınavı: 3 1
    Toplam işyükü:
    Toplam AKTS kredisi:
*
  * AKTS kredisi, toplam iş yükünün 25'e bölümüdür. (1 AKTS = 25 saatlik iş yükü)
-->