Kursplan för Nanoteknik för hållbar energi

En minskad råoljeproduktion inom ett relativt kort tidskala förutspås ofta, med åtföljande stigande priser. Med kol och naturgas som en buffert, kan denna tidsskala förlängas avsevärt, men med risk för allvarliga CO2- utsläpp. Å andra sidan finns det (tvivelaktiga) projekt för CO2-avskiljning och lagring . Kärnkraft förs ofta fram som ett alternativ/komplement till lösningar på medellång eller lång sikt, dock med kända nackdelar. I varje fall kan energitillförsel och användning, samt tillhörande miljö- och klimateffekter, identifieras som en av de viktigaste framtida utmaningarna för det globala samhället. Det finns ett stort behov av att utveckla ett hållbart energisystem. Ett sådant system kommer sannolikt att vara mycket mer diversifierat än dagens system, inklusive direkt sol, biomassa , jordvärme, vind och vågor, och nukleära energikällor. Det kommer förhoppningsvis att kännetecknas av en mycket mer effektiv och miljövänlig energianvändning inom industri, offentlig och privat sektor. På kortare sikt, samtidigt som nya sätt att tillföra energi utvecklas, kan och bör effektivitet och renhet i användningen av fossila och förnybara källor, förbättras inom alla sektorer, industriell produktion, transport, byggnader och bostäder. Nanovetenskap och nanoteknik (N & N) har potential att bidra avsevärt till de mål som anges ovan. Detta uttalande gäller både den långsiktiga tidsskala som behövs för att nå ett verkligt hållbart energisystem, samt till kortsiktiga utmaningar som förbättrad effektivitet i dagens energisystem . N & N bidrar också till lösningar på några av de miljöproblem som är förknippade med energisystemet, som fordons- och industriutsläpp. Potentiella områden, där N & N kommer eller skulle kunna bidra till en hållbar energi- och miljöteknik, och många av dem kommer att behandlas i kursen är:
Solceller
Vätgas produktion, omvandling, lagring och användning
Katalysatorer för rengöring av bil- och industriutsläpp
Elektrokatalys, t.ex. bränsleceller
Batterier
Katalys för minskad energiförbrukning i industriella processer
Sensorer för förbättrad energieffektivitet i industriella processer och bostäder
Smarta fönster och isoleringsmaterial för energieffektiva byggnader
Effektiva belysningslösningar (LEDs)
Superstark/tunna nanomaterial
Termoelektriska strukturer och material
Vattenrening
Förgasning av kol och biomassa
CO2-fixering
Kursen ger en överblick över de flesta av dessa områden och detaljerade beskrivningar av många av dem med avseende på nuvarande state-of-the-art inom teknik och pågående forskning internationellt. Det bör noteras att flera av de områden i punktlistan ovan behandlas i andra kurser på Chalmers, men perspektivet här är på vad N & N kan bidra. Den så kallade nanosäkerheten (hälso- och miljörisker) och nanoetiska aspekter kommer också att diskuteras i korthet.

Kursen omfattar ca 15 x 2 akademiska föreläsningstimmar, quiz, projektarbeten och presentationer. Expert (gäst) lärare från industrin och andra akademiska institutioner bidrar till kursen.

Kopior av relevanta vetenskapliga artiklar ska delas ut i klassen, inklusive PowerPoint filer av föreläsningarna.

Examinationen består av:
1. Tre quiz på kursens föreläsningar, jämnt fördelade över läsperioden.  Alla quiz måste genomföras, och det summerade resultatet måste vara godkänt (det är alltså möjligt att vara underkänd på en individuell quiz).
2. Ett maxi-projekt på ett ämne som valts tillsammans med lärarna på kursen.
Maxi-projektet ska redovisas med en skriftlig rapport och muntlig presentation vid ett symposium i slutet av kursen.  Skriftlig rapport och muntlig redovisning bedöms separat med vikten 2:1 (skriftlig: muntlig).  För att bli godkänd på kursen, måste studenterna vara godkända på båda examensmomenten 1) och 2).