Dersin Adı Dersin Seviyesi Dersin Kodu Dersin Tipi Dersin Dönemi Yerel Kredi AKTS Kredisi Ders Bilgileri
METAL-HAVA PİLLERİ İkinci Düzey FİZ 556 Seçmeli 2 7.50 7.50 Yazdır
   
Dersin Tanımı
Ön Koşul Dersleri Yok
Eğitimin Dili Türkçe
Koordinatör DOÇ. DR. OSMAN KAHVECİ
Dersi Veren Öğretim Eleman(lar)ı DOÇ. DR. OSMAN KAHVECİ
Yardımcı Öğretim Eleman(lar)ı
Dersin Veriliş Şekli Yüz yüze; teorik anlatım, problem çözümü, literatür incelemesi ve laboratuvar uygulamaları
Dersin Amacı Bu dersin amacı, metal-hava pillerinin elektrokimyasal temellerini, malzeme özelliklerini ve performans parametrelerini ileri düzeyde inceleyerek öğrencilerin enerji depolama sistemlerini analiz edebilme, modelleyebilme ve değerlendirebilme yetkinliği kazanmalarını sağlamaktır. Ayrıca laboratuvar uygulamaları ile öğrencilerin basit bir metal-hava pilini tasarlama, kurma ve deneysel sonuçlarını yorumlama becerisi kazanmaları hedeflenmektedir.
Dersin Tanımı Bu ders, metal-hava pillerinin çalışma prensiplerini, elektrokimyasal mekanizmalarını ve kullanılan malzemeleri ileri düzeyde incelemeyi amaçlar. Mg-hava, Al-hava ve Zn-hava sistemleri, matematiksel modelleme, enerji verimi hesapları ve güncel malzeme teknolojileri ele alınır. Ders, teorik içeriğin yanı sıra laboratuvarda basit bir metal-hava pilinin tasarımı ve kurulumu ile uygulamalı olarak desteklenir.

Dersin İçeriği
1 Metal-hava pillerinin temel prensipleri ve bileşenleri
2 Metal-hava pili malzemeleri ve temel elektrokimyası
3 Termodinamik temeller, hücre potansiyeli ve enerji yoğunluğu hesapları
4 Üç elektrot ölçüm sistemi, polarizasyon eğrileri ve enerji verimi hesabı
5 Mg-hava birincil piller
6 Al-hava pillerinin çalışma prensibi ve hücre tasarımı
7 Al-hava pili için anot alaşım malzemeleri
8 Zn-hava pilleri ve şarj edilebilir sistemler
9 Diğer metal-hava sistemleri ve yeni nesil malzeme teknolojileri
10 Karbon nanotüpler ve metal-oksit katalizörlerin kullanımı
11 Metal-hava pilleri için elektrolit türleri ve performans etkileric
12 Laboratuvar uygulaması: Basit bir metal-hava pilinin tasarımı ve kurulumu
13 Metal-hava pillerinde karşılaşılan güçlükler – Öğrenci Sunumları
14 Metal-hava pillerinin uygulamaları ve enerji depolamadaki potansiyeli – Öğrenci Sunumları ve Genel
15
16
17
18
19
20

Dersin Öğrenme Çıktıları
1 Metal-hava pillerinin temel bileşenlerini ve çalışma prensibini elektrokimyasal mekanizmalarıyla açıklar.
2 Metal-hava sistemlerinde gerçekleşen anot ve katot reaksiyonlarını analiz eder ve yarı-reaksiyonları denkleştirir
3 Termodinamik ilkeleri kullanarak hücre potansiyelini, Gibbs serbest enerjisini ve teorik enerji yoğunluğunu hesaplar.
4 Üç elektrot ölçüm sistemini açıklar; polarizasyon eğrisi ve Tafel analizi üzerinden performans yorumlar.
5 Mg-hava, Al-hava ve Zn-hava sistemlerini karşılaştırır; avantaj–dezavantaj analizini yapar
6 Al-hava pili için anot alaşım tasarımının mikroyapı ve korozyon davranışına etkisini değerlendirir
7 Şarj edilebilir Zn-hava ve ileri metal-hava sistemlerinin teknik sınırlamalarını tartışır.
8 Karbon nanotüp ve metal-oksit katalizörlerin oksijen indirgenme reaksiyonundaki rolünü açıklar.
9 Elektrolit türlerinin (alkali, nötr, jel vb.) hücre performansına etkisini analiz eder.
10 Deneysel veya literatür temelli bir metal-hava sistemi için performans verilerini yorumlar ve bilimsel formatta raporlar.

*Dersin Program Yeterliliklerine Katkı Seviyesi
1 Yüksek lisans yeterliklerine dayalı olarak alanındaki güncel ve ileri düzeydeki bilgileri özgün düşünce ve araştırma ile uzmanlık düzeyinde geliştirmek, derinleştirmek ve bilime yenilik getirecek özgün tanımlara ulaşmak
2 Fizik alanı ile ilgili disiplinlerarasındaki etkileşimi kavramak; yeni ve karmaşık fikirleri analiz, sentez ve değerlendirmede uzmanlık gerektiren bilgileri kullanarak özgün sonuçlara ulaşmak
3 Fizik alanındaki yeni bilimsel bilgilere ulaşabilmek ve alanıyla ilgili araştırma yöntemlerinde üst düzeyde beceri kazanabilmek
4 Fizik alanında yeni bir bilimsel yöntem geliştirebilmek ya da bilinen bir yöntemi farklı bir probleme uygulayabilmek
5 Özgün bir konuyu araştırabilmek, kavrayabilmek, tasarlayabilmek, uyarlayabilmek ve uygulayabilmek
6 Yeni ve karmaşık fikirlerin sorgulamak, sentezlemek ve değerlendirmesini yapabilmek
7 Özgün çalışmaları hakemli dergilerde yayınlamak
8 Yaratıcı ve sorgulayıcı düşünme, sorun çözme ve karar verme gibi üst düzey zihinsel süreçleri kullanarak, alanı ile ilgili ve disiplinlerarası özgün fikir ve yöntemler geliştirebilmek
9 Uzman bir topluluk içinde özgün görüşlerini etkili bir şekilde sunabilmek
10 En az bir yabancı dilde, ileri düzeyde yazılı, sözlü ve görsel iletişim kurabilmek ve tartışabilmek
11 Akademik ve profesyonel bağlamda teknolojik ilerlemeleri tanıtarak, bilgi toplumu olma sürecine katkıda bulunmak
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
Yıldızların sayısı 1’den (en az) 5’e (en fazla) kadar katkı seviyesini ifade eder

Planlanan Öğretim Faaliyetleri, Öğretme Metodları ve AKTS İş Yükü
  Sayısı Süresi (saat) Sayı*Süre (saat)
Yüz yüze eğitim 14 3 42
Sınıf dışı ders çalışma süresi (ön çalışma, pekiştirme) 14 5 70
Ödevler 2 8 16
Sunum / Seminer hazırlama 1 10 10
Kısa sınavlar 0 0 0
Ara sınavlara hazırlık 1 14 14
Ara sınavlar 1 2 2
Proje (Yarıyıl ödevi) 0 0 0
Laboratuvar 1 3 3
Arazi çalışması 0 0 0
Yarıyıl sonu sınavına hazırlık 1 14 14
Yarıyıl sonu sınavı 1 2 2
Araştırma 1 20 20
Toplam iş yükü     193
AKTS     7.50

Değerlendirme yöntemleri ve kriterler
Yarıyıl içi değerlendirme Sayısı Katkı Yüzdesi
Ara sınav 1 40
Kısa sınav 0 0
Ödev 0 0
Yarıyıl içi toplam   40
Yarıyıl içi değerlendirmelerin başarıya katkı oranı   40
Yarıyıl sonu sınavının başarıya katkı oranı   60
Genel toplam   100

Önerilen Veya Zorunlu Okuma Materyalleri
Ders kitabı Ders notları
Yardımcı Kaynaklar Metal‐Air Batteries: Fundamentals and Applications,( DOI:10.1002/9783527807666) -Linden’s Handbook of Batteries(ISBN: 978-1-26-011592-5), Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 3rd Edition, Wiley.

Ders İle İlgili Dosyalar