נקודות זכות באוניברסיטה העברית: 2

תואר: מוסמך

היחידה האקדמית שאחראית על הקורס: כימיה

סמסטר: סמסטר ב'

שפת ההוראה: אנגלית

קמפוס: קרית א"י ספרא

מורה אחראי על הקורס (רכז): ד"ר רונן גוטסמן

דוא"ל של המורה האחראי על הקורס: ronen.gottesman@mail.huji.ac.il

שעות קבלה של רכז הקורס:

מורי הקורס:
ד"ר רונן גוטסמן

תאור כללי של הקורס:
קורס זה מספק סקירה כללית של החומרים והשיטות השונות להמרת אנרגיה סולארית לצורות שימושיות של אנרגיה. ההתמקדות תהיה בחומרים מוליכים למחצה בולעי אור לשני תחומים ישומיים עיקריים: תאים פוטו-אלקטרוכימים ותאים פוטו-וולטאים. הקורס יכסה הגדרות בסיסיות, ודרישות מחומרים להמרת אנרגיה סולארית, מנגנוני העבודה הפוטו-פיזיים של מכשירים שונים להמרת אנרגיית השמש ואפיוניהם.

מטרות הקורס:
לספק ידע בסיסי ורחב יותר בתחום של החומרים וההתקנים השונים להמרת אנרגיה סולארית לצורות שימושיות של אנרגיה (כגון: חשמל ודלקים כימיים).

תוצרי למידה :
בסיומו של קורס זה, סטודנטים יהיו מסוגלים:
בסיומו של קורס זה, סטודנטים יהיו מסוגלים:
1. להכיר מונחים בסיסיים בעולם החומרים וההתקנים להמרת אנרגיה סולרית.
2. להבין עקרונות פעולה פיזיקליים של מוליכים למחצה בולעי-אור שמש להמרת אנרגיה סולארית.
3. להכיר התקנים שונים להמרת אנרגיה סולארית וכיצד הם פועלים.
4. להבין דרכי אפיון של חומרים והתקנים שונים להמרת אנרגיה סולרית.
5. להכיר את האתגרים הכרוכים ביישום טכנולוגיות להמרת אנרגיה סולארית.
6. להכיר נושאים עדכניים במדעי החומרים ובהתקנים שונים להמרת אנרגיה סולארית.

דרישות נוכחות (%):
100%

שיטת ההוראה בקורס: הרצאות והגשת תרגילים. בכל תרגיל על הסטודנטים לסכם נושא אחד לפי בחירתם אשר נלמד בהרצאה הקודמת.

רשימת נושאים / תכנית הלימודים בקורס:
1. שינויי אקלים, אנרגיה ודלקים כימיים
2. אלקטרוכימיה להמרת אנרגיה – מושגי יסוד
3. מושגי פוטוסינתזה מלאכותית - PV+אלקטרוליזה, פוטו-אלקטרוכימיה, פוטו-קטליזה
4. חומרים מוליכים למחצה להמרת אנרגיה סולארית
5. ממשקי מגע מוליכים למחצה (נוזל או מוצק) – היווצרות צומת שיווי משקל, פוטואודות/קתודות, כיפוף פס, פוטנציאל פס שטוח
6. תכנון כללי וקריטריונים של חומרים להמרת אנרגיה סולארית
7. התקנים פוטו-וולטאיים ופוטואלקטרוכימיים
8. אפיון פוטו-אלקטרודות – וולטמטריה, יעילות המרה סולארית, ניתוח חולף, יציבות
9. מקרי מקרים על חומרים והתקנים לפוטו-וולטאים
10. תיאורי מקרה על חומרים והתקנים לפיצול מים פוטו-אלקטרוכימי
11. יישומי פוטו-אלקטרוכימיה להפחתת CO2, תאי התחדשות, סוללות זרימת חיזור
12. מגמות מחקר בפוטוסינתזה מלאכותית – מבט ביקורתי על התקדמות ונקודות מבט לתחום

חומר חובה לקריאה:
ספרי הקורס - נגישים באתר הקורס במודל:
ספרים:
“Photoelectrochemical Hydrogen Production” by Van de Krol and Grätzel, Springer, 2012, (Chapters 1 – 3).
“Physics of Solar Cells: From Basic Principles to Advanced Concepts” by Peter Würfel and Uli Würfel, Wiley 2016.

חומר לקריאה נוספת:
הספרים נגישים באתר הקורס במודל:
Available on Moodle:
“Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2nd Edition” by Allen J. Bard, Larry R. Faulkner, Wiley, 2000.
“Fundamentals of Renewable Energy Processes, 4th Edition” by Aldo da Rosa, Juan Carlos Ordonez, ELSEVIER, Academic Press, 2021.
“Light, Water, Hydrogen The Solar Generation of Hydrogen by Water Photoelectrolysis” by Grimes, Craig A. Varghese, Oomman K. Ranjan, Sudhir, Springer, 2008.

מרכיבי הציון הסופי :
מטלות הגשה במהלך הסמסטר: תרגילים / עבודות / מבדקים / דוחות / פורום / סימולציה ואחרות % 30
מצגת / הצגת פוסטר / הרצאה % 70

מידע נוסף / הערות:
בסוף הקורס הסטודנטים יעבירו מצגת של 10 דקות על מאמר שיבחר מתוך רשימת מאמרים שתינתן על ידי מורי הקורס. הרכב הציון של המצגת יהיה 70% מתוך הציון הסופי.
במידה ויהיה מספר רב של נרשמים לקורס, הסטודנטים יתחלקו לקבוצות של שניים או שלושה אנשים, והקבוצה תציג מצגת אחת.
הגשת תרגילים במהלך הקורס היא 30% מתוך הציון הסופי.