Prof. Dr. rer. nat. Hans-Georg Schweiger
Forschungsprofessor Batteriesysteme, Leiter CARISSMA C-ECOS, Leiter Forschungsgruppe Sichere Elektromobilität
Labor für Elektrische Energiespeicher - Elektrochemie
Der Schwerpunkt des Labors liegt im Bereich Physikalische Chemie und Elektrochemie für Unterricht und Forschung elektrochemischer Energiespeicher. Reaktionen und Konzepte von Batterien und Brennstoffzellen können an 12 modern ausgestattete Arbeitsplätze praktisch erfahren und untersucht werden.
Ziele und Ideen
Im Labor für Elektrochemie können chemische Reaktionen, die in Energiespeichersystemen stattfinden, untersucht und für Studenten z.B. im Praktikum Physikalische Chemie erfahrbar gemacht werden. Neben 12 Arbeitsplätzen stehen ein Abzug, ein Vorbereitungsplatz und ein Analytik-Arbeitsplatz mit einem Ionenchromatograph zur Untersuchung von Löschwasserproben aus Batterieversuchen zur Verfügung.
Im Praktikum Energiespeicher können die Studierenden ein Grundverständnis für elektrochemische Speicher stärken und das prinzipielle Verhalten einer Zelle praktisch erfahren. Dabei wird der Umgang mit den wichtigsten Kenngrößen und Parametern von Batteriezellen erlernt und diese selbstständig durch Versuchsaufbauten ermittelt – Kompetenzen, die später nötig sind, um Energiespeichersysteme auszulegen oder in ein System zu integrieren.
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Praktikum Physikalische Chemie - Studenten im Praktikumsversuch
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Arbeitsplatz Energiespeicher und Physikalische Chemie Praktikum
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Arbeitsplatz Energiespeicher und Physikalische Chemie Praktikum
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Arbeitsbereich mit Chemietischen
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Ionenchromatograph
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Flammenphotometer
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Praktikum Physikalische Chemie - Theorie
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Glovebox
Laborausstattung und Aktivitäten
Geräte und Funktion
Zwölf Praktikumsarbeitsplätze:
- Komplette Ausstattung für je 6 Versuche fürs Praktikum Physikalische Chemie
- Komplette Ausstattung für je 6 Versuche fürs Praktikum Energiespeicher
- Jeder Arbeitsplatz enthält alle Versuche für die Praktika, alle Studierende führen zeitgleich dieselben Versuche durch
- Je zwei Studierende pro Arbeitsplatz
Abzug:
- Öffnung von Batteriezellen und Analytik
- Arbeiten mit potentiell gefährlichen Stoffen
Chemische Analytik:
- Ionenchromatograph Metrohm 930 IC Flex zur Bestimmung des Gehalts von Anionen und Kationen in wässrigen Proben
- Flammenphotometer FP910 der Fa. PG instruments zur Bestimmung von Kalium, Natrium, Lithium und Calcium in wässrigen Proben
- FT-IR (kurz für Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie) zur bestimmung von Gasen in Batterien sowohl im Betriebs- als auch im Abusefall
Ionensensible Elektroden für F- und H+
Inertgas-Arbeitsplatz
- Glovebox mit Argonatmosphäre (Post Mortem Analytik von Zellen)
- Karl-Fischer Titration
- Schlenk-Line im Abzug zum Arbeiten unter Schutzgas
Li-Ionen Laborzellen (fertigung)
- Möglichkeit zur Fertigung von Swetchlog Zellen
- Elektrochemische Charakterisierung (Galvanostat/ Potentiostat)
- Impedanz Spektroskopie (Zellebene)
- Elektrochemische Workstation Zennium und Booster
Lehrveranstaltungen
Bereich für Laborpraktika
Im Labor stehen 12 Arbeitsplätze für je zwei Studierende zur Verfügung. An jedem Arbeitsplatz können alle unten genannten Versuche durchgeführt werden. Die Praktika werden im Rahmen des Studiengangs Elektrotechnik und Elektromobilität durchgeführt.
Wintersemester: Praktikum Physikalische Chemie mit den Versuchen
- Reaktionstypen und Redox-Reaktionen
- Potentiometrie / Säure-Base-Titration
- Galvanische Elemente und Spannungsreihe
- Leitfähigkeit von Elektrolytlösungen
- Faraday´sches Gesetz und Brennstoffzelle
- DTA: Zustandsdiagramm von Lötzinn
Sommersemester: Praktikum Energiespeicher mit den Versuchen
- Parameterbestimmung von Lithium-Ionen-Zellen
- Batteriemodellierung und Simulation
- Batteriezustandserkennung
- Batteriesystemtechnik: Isolations- und Übergangswiderstand
- Impedanzspektroskopie
Wintersemester und Sommersemester
- Abschlussarbeiten und Forschungsmaster
- Batteriecharakterisierung
- Elektrolytforschung
- Brandschutz
- Neue und Nachhaltige Materialien