Irakasgaiaren azalpena eta testuingurua

The Energy Storage course will be focused on future energy storage technologies that are in different levels of maturity. From supercapacitors that are a current alternative to Li-ion batteries in some applications, through next generation post Li-ion batteries, to technologies based in new chemistries. The course will present the use of computational methods as a powerful tool for battery design as well as the application of new processing methods used in other applications fields.

Irakasgaia ikastean lortuko diren emaitzak

- Li-ioi teknologiaren ostea datozen bateria berrien generazioaren identifikazioa; Li-S, egoera solidoa ala Li-metalikoa. Industriak tekonologia ezberdinetan izango duen tendentziaren ebaluazioa, garapen maila eta etorkizuneko erronkak.





- Na-ioi, K-ioi, Mg2+ ala Ca2+ bezalako metal multibalenteen ioi eta metal airean oinarrituriko bateria emergenteen ulermena:





o Aipaturiko teknologiak eta gaur egungo Li-ioi baterien arteko oinarrizko antzekotasun eta ezberdintasunak.



o Bateria eta hauen aldagaien (elektrodo, elektrolito...) garapenerako erabiliko diren material berriak.



o Aplikazio ezberdinetan erabiliko diren sistemen abantaila eta desabantailen hausnarketa egitea.



o Komertzializaziora begira jarraitu beharreko bidea eta merkaturatzeko erronkak gainditzea.





- Superkondentsadoren fundamentu electrokimikoen ulermena sakontzea, abantaila eta mugak aztertu. Honek suposatzen du oinarrizko aldagaiak, elektrolito, material eta fundamentuak ezagutzea. Ikasleek laborategi eskalako prototipo txikiak muntatzen ikasiko dute.





- Simulazio atomistikoak baterien materialetan eskaintzen duen haukeren ulermena. Atentzio berezia ezarriko da teknika konputazional ezberdinek eskaintzen dituzten muga eta abantailak egoki identfikatzeko gaitasuna izatea. Honen harira aztertuko diren arloak: (i) Esparru honetan lantzen diren teknika ezberdinen oinarrizko fundamentu teorikoak ( dentsitatearen teoria funtzionala, indar eremuak, laginketa tresnak, egitura optimizazioa,...etab); (ii) Kalkulatu daitezkeen aldagaien propietateak ( bateriaren boltaia, solidoetan ematen den difusio ionikoaren hesiak, faseen arteko egonkortasun erlatiboa,...) eta nola egin; (iii) simulazio atomikoaren eta errendimendu altuko bahetzeko tekniken konbinaketa material berriak aurkitzeko.





- Baterien oinarrizko prozesaketa metodoen ulermena. Baterien arloarekin zer ikusirik ez duten beste industrietan erabiltzen diren teknika berrien ikasketa eta hauek baterien munduan izan ditzazketen erabilerak aztertzea.

Irakasgai-zerrenda

1- Visión general de los conceptos de almacenamiento

2- Mecanismos de reacción / transporte

3- Electrodo poroso

4- Ejemplos prácticos

5- Retos en sistemas contemporáneos y futuros

Bibliografia

Oinarrizko bibliografia

- J.M. Tarascon, P. Barboux and R. Palacin. 2007. New Chemistries: Beyond Li-Ion, latest Edition, Wiley.

- V. Neburchilov and J. Zhang. 2016. Metal¿Air and Metal¿Sulfur Batteries: Fundamentals and Applications, CRC Press.

- B. Conway. 1999. Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundametals and Technlogical Applications, Kluwer Academic / Plenum Publishers.

- F. Béguin and E. Frackowiak. 2013. Supercapacitors: Materials, Systems, and Applications, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.

- F. Jensen. 2007. Introduction to Computational Chemistry, 2nd Edition, Wiley.

- R. Dronskowski and R. Hoffmann. 2005. Computational Chemistry of Solid State Materials: A Guide for Materials Scientists, Chemists, Physicists and others, Wiley.