Kursplan för Omsättning av 2D-material i praktiken: produktion och industriell potential för grafen

Kursplan fastställd 2024-02-12 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnConveying 2D materials into practice: Production and industry potential of graphene
  • KurskodTRA425
  • Omfattning15 Högskolepoäng
  • ÄgareTRACKS
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • InstitutionTRACKS
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 97172
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0124 Projekt 15 hp
Betygsskala: TH		7,5 hp7,5 hp0 hp0 hp0 hp0 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Förutom de allmänna förkunskaperna för att studera på avancerad nivå vid Chalmers, måste studenten säkerställa att nödvändiga kompetenser innehas eller inhämtas under kursens gång. Examinator formulerar och kontrollerar dessa kompetenser. Studenten kan bara bli antagen efter överenskommelse med examinator

Syfte

Kursens syfte är att utgöra en plattform för att arbeta med och lösa utmaningsdrivna tvärvetenskapliga autentiska problem från olika delar av samhället såsom akademin, industri och offentlig sektor. Syftet är också att studenter från olika program arbetar tillsammans och tränar på att fungera effektivt i mångdisciplinära utvecklingsteam.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • bemästra problem med öppna lösningsrymder. Detta innefattar att kunna hantera osäkerheter och begränsad information
  • leda och delta i utvecklingen av nya produkter, processer och system med en helhetssyn genom att följa en systematisk designprocess och/eller en systematisk utvecklingsprocess
  • arbeta i tvärvetenskapliga grupper och samarbeta i grupper med olika sammansättningar
  • muntligt och skriftligt på engelska förklara och diskutera information, problem, metoder, design- och utvecklingsprocesser samt lösningar
  • Beskriva tillverkningsprocessen av grafen i industrin, inklusive top-down- och bottom-up-metod, och förstå reaktionsmekanismerna bakom varje steg.
  • Identifiera, jämföra och utvärdera olika former av kommersiell grafen, inklusive grafenoxid (GO), grafennanoplåtar (GNP) och kemisk förångningsdeposition (CVD) grafen, enligt deras fysikaliska och kemiska egenskaper.
  • Beskriva de grundläggande egenskaperna för grafen, inklusive optiska, elektriska, fysikaliska/kemiska egenskaper.
  • Förklara tillverkningsprocessen av grafen-polymera nanokompositer och ge några exempel på kommersiella produkter.
  • Förklara hur problemen med uppkommande organiska föroreningar i gråvatten kan hanteras i grafenfiltersystemet.
  • Beskriva de viktigaste energilagringsenheterna: bränsleceller, superkondensatorer och batterier och förklara grafenens huvudroll i varje typ av enhet.
  • Ge exempel på andra potentiella kommersiella tillämpningar för grafen och andra 2D-material.
  • Använd Raman optisk spektroskopi och svepelektronmikroskopi (SEM) för att utvärdera kvaliteten på grafen i kommersiella grafenbaserade produkter.
  • Designa och genomföra praktiska projekt som involverar antingen produktion av grafen, 3D-utskrift av grafenkompositer, eller tillverkning av energilagringsenheter med användning av GNP, montering av vattenfilter baserade på GO.
  • Effektivt förmedla sin yrkeskunskap genom både skriftliga och talade former, skräddarsydda för den avsedda publiken, inklusive handledare och andra studenter.
  • Rapportera resultaten från de experimentella arbetena, detaljerad metodik och dataanalys, och deras kopplingar till hållbarhetsomställningen i Sverige.

Innehåll

Denna tvärvetenskapliga kurs bygger på följande föreläsningar:
  • Introduktion av grafen
  • Kommersiell produktion och standardisering av grafen
  • Grundläggande karaktäriseringstekniker för grafen
  • Grafen/metallkompositer
  • Grafen/polymerkompositer
  • 2D- och 3D-skum av grafen
  • Grafenkompositer vid vattenrening
  • Grafenkompositer vid energilagring
  • Andra industriella tillämpningar av grafenbaserade material
  • Andra nya 2D-material

Organisation

Kursen drivs av ett lärarlag. Huvuddelen av kursen är ett utmaningsdrivet projekt. Utmaningen kan sträcka sig från att vara bred samhällelig till djup forskningsdriven. Projektuppgiften löses i grupp.
Projektarbetet kompletteras med "on-demand"-undervisning och lärande av för projektet nödvändiga kompetenser. Projektgruppen har en projektspecifik examinator, handledare från Chalmers och beroende på projektuppgift, om tillämpligt, även externa bi-handledare.

Kursen bygger på 10 föreläsningar (2 timmar vardera, inklusive gästföreläsare antingen från Chalmers eller från industrin), övningar (ca 6 timmar) och grupprojekt.

Litteratur

Med input från lärarlaget kommer studenterna att utveckla förmågan att identifiera och skaffa relevant litteratur genom hela sitt projekt.

Examination inklusive obligatoriska moment

Tentamen innehåller fyra delar, som bidrar till slutbetyget (100%) enligt följande:
Online quizzar (10%): Efter varje föreläsning ska studenterna avsluta ett quiz online med 10 flervalsfrågor.
Halvtidspresentation (10%): En muntlig individuell presentation om tillämpningar av grafens ¿killer applications¿ som hålls efter halva terminen. Presentationens betyg är del av en kamratbedömningsövning.
Slutlig muntlig presentation (20%): En gruppbaserad presentation för att visa upp gruppprojektet. Andra grupper kommer att opponera på presentationen.
Individuell projektrapport (50%): Den största delen av betyget kommer från en individuell projektrapport som sammanfattar labbaktiviteter inom grafentillämpningar.

Slutbetyget bestäms utifrån dessa komponenter, med godkända betyg 3, 4 och 5.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.