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Lehre und Studium
Das Ziel unserer Lehre ist ein Verständnis für die Möglichkeiten und Herausforderungen im Bereich der Elektrobiotechnologie zu vermitteln. Dazu müssen zunächst grundlegende Zusammenhänge in elektrochemischen Systemen verstanden werden, um diese anschließend auf solche mit biologischen Komponenten übertragen zu können. Daher erstreckt sich das Lehrangebot von Grundlagenvorlesungen wie „Physikalischen Chemie” und „Elektrochemie I” bis zu der fortgeschrittenen Lehrveranstaltung „Electrobiotechnology” im Master.
Im Bereich der Physikalischen Chemie werden die Grundlagen der Kinetik und Thermodynamik chemischer Reaktionen vermittelt, welche in der Elektrochemie auf heterogene Prozesse an Grenzflächen übertragen werden. Diese Grundlagen erklären die Signale elektrochemischer Messungen. Im späteren Verlauf werden die zuvor gelehrten Konzepte auf (bio)katalytische Elektroden übertragen, wodurch die Funktionsweise von bioelektrochemischen Sensoren, Brennstoffzellen und Solarzellen verstanden werden können.
Für eine Teilnahme an den Kursen ist eine Anmeldung auf TUMonline (Login erforderlich) nötig, dort finden Sie auch weitergehende Informationen zu den angebotenen Kursen.
Detaillierte Informationen zum Studien- und Kursprogramm finden Sie im Überblick der Studiengänge in Straubing.
Vorlesungszeiten
Wintersemester 21/22 | Sommersemester 22 |
Physikalische Chemie
| Physikalische Chemie
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Einführung in die Elektrochemie
| Einführung in die Elektrochemie
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Angewandte Elektrochemie
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Wintersemester 21/22 | Sommersemester 22 |
Advanced Electrochemistry
| Electrobiotechnology
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Seminar Redox Enzymes in Biotechnology
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Bachelor Kurse
Physikalische Chemie (WZ1923)
Einführung in die Elektrochemie (WZ1947)
Sind diese Grundlagen geschaffen werden komplexeren Messmethoden erklärt. Darunter die Stationäre Voltammetrie mit der Chronoamperometrie, der lineare und der zyklische Voltammetrie an Makro- und Mikroelektroden für die Bestimmung von thermodynamischen und kinetischen Parametern. Zuletzt werden die Mechanismen gekoppelter homogener Reaktion zur Energiekonversion und Elektrosynthese mit entsprechenden Beispielen aus Wissenschaft und Forschung betrachtet.
Angewandte Elektrochemie (CS0230)
Von dieser mikroskopischen Perspektive auf die Elektrochemie geht es zum großem Feld der Elektrokatalyse mit der Theorie und Praxis der molekularen Elektrochemie und der heterogenen Elektrokatalyse. Zur Analyse solcher Systeme werden klassische Methoden wie DEMS, ICP-MS, FTIR, Raman etc. vorgestellt. Nach den Anwendungen der Elektrokatalyse (CO2, O2, H2) werden die Möglichkeiten Elektrochemie und Spektroskopie zu kombinieren erläutert. Dabei sind verschiedene Kopplung von EPR, UV-Vis, IR, Raman-Spektroskopie in der Spektrro-Elektrochemie denkbar.
Abgeschlossen wird die Vorlesung mit der Elektropolymerisation und leitenden Polymeren, sowie der Korrelation zwischen optischen Eigenschaften, Energieniveaus und dem Redoxpotential.
Master Kurse
Advanced Electrochemistry (CS0181)
Zuletzt wird eine Methode der Wechselspannungs-Elektrochemie präsentiert, die elektrochemische Impedanz Spektroskopie. Diese macht sich eine oszillierende Spannung zu nutze, benötigt jedoch eine komplizierte Erfassung, Modellierung, Analyse und Interpretation der Messdaten. Dies und deren Vor- und Nachteile werden ausgiebig diskutiert, um zu lernen, wann diese Methode angewendet werden sollte.
Electrobiotechnology (CS0229)
Die weitere Analyse von Enzym-Polymer-Filmen beschäftigt sich mit den Inhomogenitäten die insbesondere die Verteilung der Filmdicke betreffen, welche mit einfachen elektrochemischen Methoden und Modellierung der Messung bestimmt werden kann. Diese Methode kann erweitert werden auf die Größenbestimmung von ITO-Poren. Außerdem wird die beeindruckende Eigenschaft der Polymerfilme, als Schutz der eingebetteten Enzyme vor Sauerstoff, betrachtet.
Am Schluss der Vorlesung werden Anwendungen elektrobiochemischer Systeme in der Biophotoelektrochemie gezeigt, von enzymatischen bis zu mikrobiellen Biophotoelektroden. Des Weiteren werden Beispiele von mikrobiellen Brennstoffzellen und der Direktreduktion von CO2 zu wertvollen Endprodukten besprochen.
Seminar Enzymes in Biotechnology (CS0262)
Zusätzlich zur reinen Literaturrecherche soll der Prozess der Veröffentlichung näher gebracht werden. Dieser betrifft nicht nur das Schreiben einer wissenschaftlichen Arbeit sondern auch das Einreichen bis hin zum Peer-Review Prozess der Journale.
Dies alles soll im Lichte der Bioelektrochemie geschehen und beinhaltet bekannte peer-review Journale in diesem Forschungsfeld, sowie die englischen Fachtermini die nötig sind diese Veröffentlichung zu verstehen. Außerdem wird parallel der aktuelle Stand der Forschung in diesem höchst interdisziplinären Feld besprochen.