Materialien und Technologien für nachhaltige Energiesysteme [M-MACH-106985]

Verantwortung: Prof. Dr. Martin Dienwiebel und Prof. Dr. Astrid Pundt

Der deutsche Energiemix ist geprägt von einem Rekordanteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung, der auf ca. 62 % (Nettostromerzeugung) angestiegen ist. Wind- und Solarenergie bilden erstmals die Doppelspitze im Strommix, wobei Windkraft die stärkste Quelle ist. Auch in der Mobilität findet ein Wechsel zu nachhaltigen und energieeffizienten Systemen statt. Aus den obengenannten Veränderungen ergeben sich auch neue Anforderungen an Komponenten (z.B. Batterien, Wasserstoffwirtschaft) und den dafür zum Einsatz kommenden Materialien.

Quelle: lowcarbonpower.org

Auch die Senkung von Reibung und Verschleiß ist ein Schlüsselfaktor für Nachhaltigkeit und trägt durch längere Bauteillebensdauer und höhere Effizienz signifikant zur Defossilisierung bei und reduziert Emissionen durch geringeren Energieverbrauch in der Nutzungsphase. Mit der Wahl des Schwerpunkts „Materialien und Technologien für die Energiewende“ soll ein umfassender Überblick und Expertise zum Einsatz und der Entwicklung neuer Materialien für die obengenannten Technologiefelder gegeben werden.

Nach erfolgreicher Belegung des Schwerpunktes

  1. besitzen die Absolventinnen und Absolventen einen Überblick über technische Sachverhalte und Themen, die für das Gelingen der Energiewende von Bedeutung sind.
  2. können sie relevante physikalischen Grundbegriffe und Zielgrößen nennen und anwenden.
  3. sind die Absolventinnen und Absolventen in der Lage, Beispiele für Werkstoffentwicklungen im Bereich der erneuerbaren Energie sowie Leichtbauansätze zu benennen und zu beurteilen.
  4. kennen sie die wesentliche Funktionsweisen und Materialien in modernen Batterietechnologien und Brennstoffzellen sind
  5. sie fähig, Maßnahmen zur Reibungs- und Verschleißreduktion in mechanischen Komponenten anzugeben und zu erläutern.

Im Kernbereich können die folgenden Vorlesungen ausgewählt werden,  dabei können entweder die beiden Teilleistungen mit ETIT-Kennung oder  die beiden Teilleistung mit MACH-Kennung belegt werden.

 
  Titel LP Dozenten
T-ETIT-114097
 		 Batterien, Brennstoffzellen und ihre Systeme mit 8  Krewer, Weber
T-ETIT-114957 Batteries, Fuel Cells, and Electrolysis - Group Project 1  
T-MACH-105531 Tribologie 6 Dienwiebel, Scherge
T-MACH-114854 Übung Tribologie 2 Dienwiebel

Die Kernfächer können durch die Wahl von Ergänzungsfächern vervollständigt werden, um 24 LP zu erreichen. Dabei können folgende Ergänzungsfächer Themenkreis nachhaltiger Materialien, Mechanismen und Werkstoffe gewählt werden:

 
  Titel LP Dozenten
T-MACH-102141  Aufbau und Eigenschaften verschleißfester Werkstoffe 4 Ulrich
T-MACH-114009 Beyond Conventional Materials - Metamaterials & Architected
Structures		 4 Bauer
T-MACH-114013 Dünnschichtmaterialien für die Energiewende  4 Ulrich
T-MACH-105321 Einführung in die Materialtheorie 4 Kamlah
T-MACH-105179 Funktionskeramiken  4 Botros
T-MACH-113598 High Temperature Corrosion  4 Gorr
T-MACH-110923 Hydrogen in Materials: from Energy Storage to Hydrogen
Embrittlement		 4 Pundt
T-MACH-110957 Wasserstoff in Materialien: von der Energiespeicherung zur
Materialversprödung 		 4 Pundt
T-MACH-111391 Phase Transformations in Materials  4 Heilmeier
T-MACH-102137 Polymerengineering I  4 Liebig
T-MACH-102138  Polymerengineering II  4 Liebig
T-ETIT-114730  Superconducting Materials Lab 3 Hänisch, Holzapfel
T-ETIT-114729 Superconducting Materials Lecture 3 Hänisch, Holzapfel
T-MACH-114014 Thin Films – Structure, Thermodynamics, Applications in
Energy Technologies 		 4 Wagner

Aus dem Themenkreis nachhaltiger Bauteile und Systeme können die folgenden Vorlesungen ausgewählt werden

 

 
 
Titel LP Dozenten
T-MACH-105310
 		 Auslegung hochbelasteter Bauteile 4  Aktaa
T-MACH-114015 Energieeffiziente und nachhaltige tribologische Systeme 4 Dienwiebel
T-MACH-114016 Energy Efficient and Sustainable Tribological Systems 4 Dienwiebel
T-MACH-105324 Grundlagen der nichtlinearen Kontinuumsmechanik 4 Kamlah
T-MACH-114439 Leichtbau-Workshop: Simulation und Fertigung 4 Kärger, Liebig

Aus dem Themenbereich der nachhaltigen Erzeugung und Speicherung von Energie sind die folgenden Ergänzungsfächer von Interesse:

 
 
Titel LP Dozenten
T-ETIT-111831
 		 Electrocatalysis  4  Röse
T-ETIT-101939 Photovoltaik 4 Powalla
T-ETIT-111256 Seminar Elektrokatalyse 3 Krewer