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Materiais e Dispositivos para a Recolha e Armazenamento de Energia

Código: PRODEF032     Sigla: MDRAE

Áreas Científicas
Classificação Área Científica
OFICIAL Engenharia Física

Ocorrência: 2024/2025 - 1S Ícone do Moodle

Ativa? Sim
Unidade Responsável: Departamento de Engenharia Física
Curso/CE Responsável: Programa Doutoral em Engenharia Física

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla Nº de Estudantes Plano de Estudos Anos Curriculares Créditos UCN Créditos ECTS Horas de Contacto Horas Totais
PRODEF 5 Plano de estudos a partir de 2009/2010 1 - 6 28 162

Docência - Responsabilidades

Docente Responsabilidade
Joana Cassilda Rodrigues Espain de Oliveira Regente

Docência - Horas

Orientação Tutorial: 2,00
Tipo Docente Turmas Horas
Orientação Tutorial Totais 1 2,00
Joana Cassilda Rodrigues Espain de Oliveira 2,00

Língua de trabalho

Português e inglês

Objetivos

Esta UC visa o estudo e o desenvolvimento de competências cognitivas e práticas de engenharia aplicadas a materiais especialmente dedicados à recolha e armazenamento de energia. Um exemplo desses materiais são os que constituem os elétrodos, eletrólitos, separadores, coletores, catalisadores, fotovoltaicos, termoelétricos, piezoelétricos e magnetocalóricos com aplicações em baterias, condensadores, células de hidrogénio, painéis fotovoltaicos, sensores, refrigeração magnética, etc.

Resultados de aprendizagem e competências

Os alunos deverão adquirir nesta unidade curricular competências no âmbito de investigação avançada numa área de Engenharia Física , por definição, uma área de elevada dinâmica transdisciplinar que opera na fronteira entre conceitos de Física avançada e práticas de Engenharia de forma a transformar ideias de ciência e inovação em potenciais produtos de mercado. Desta forma os estudantes deverão ser capazes de:


  1. Identificar os desafios e compreender os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), especificamente ODS7 (Energia Acessível e Limpa), ODS12 (Consumo e Produção Responsáveis) e ODS13 (Ação Contra a Mudança Global do Clima). Relacionar problemas associados a desafios científicos e sociais, desenvolvendo abordagens de investigação que explorem a necessidade de libertar a sociedade moderna da dependência de combustíveis fósseis e acelerar a transição para fontes alternativas de recolha e armazenamento de energia.


  2. problemas associados a desafios científicos e societais, para os quais irão desenvolver a sua abordagem de investigação. Neste caso, desafios que se relacionem com a necessidade de libertar a sociedade moderna da dependência no armazenamento de energia em combustíveis fósseis associada a uma rápida transição para a recolha e armazenamento de energia por fontes de energia alternativas.



  3. Adquirir conhecimentos teóricos e intuição em Física que lhes permitam estruturar o problema de investigação que enfrentam.



  4. Adquirir competências experimentais avançadas, resultantes de trabalho em laboratório de investigação com vista ao teste das várias soluções desenhadas.



  5. Atingir a capacidade de articular um problema de investigação em Engenharia Física, desde a sua concepção teórica a um protótipo final capaz de contribuir para a sua resolução.


Modo de trabalho

Presencial

Programa

Os conteúdos programáticos serão constituídos por uma componente de simulação numérica e uma componente laboratorial aplicadas aos casos de estudo, englobando:


  1. Técnicas de simulação numérica de otimização de materiais e dispositivos;

  2. Síntese e caracterização dos materiais;

  3. Construção dos dispositivos para recolha ou armazenamento de energia;

  4. Inclusão dos dispositivos citados em protótipos de teste.

Bibliografia Obrigatória

David Sholl, Janice A Steckel; Density Functional Theory: A Practical Introduction, Wiley, 2009. ISBN: 978-0-470-37317-0
Francois Beguin (Editor), Elzbieta Frackowiak (Editor); Supercapacitors: Materials, Systems, and Applications, WILEY-VCH, 2013. ISBN: 978-3-527-32883-3
Robert A. Huggins; Advanced batteries. ISBN: 978-1-4419-4550-1
I. Prigogine Stuart A. Rice ; Advances in Chemical Physics, 1987. ISBN: 9780470142967

Observações Bibliográficas

A bibliografia vai depender do tema do projeto.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Nas sessões de orientação tutorial serão discutidos os conteúdos programáticas, será dada orientação à componente laboratorial a realizar pelo estudante assim como ao projeto a realizar.

 

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação Peso (%)
Trabalho prático ou de projeto 45,00
Apresentação/discussão de um trabalho científico 30,00
Trabalho laboratorial 25,00
Total: 100,00

Componentes de Ocupação

Designação Tempo (Horas)
Apresentação/discussão de um trabalho científico 40,00
Trabalho escrito 60,00
Trabalho laboratorial 62,00
Total: 162,00

Obtenção de frequência

Não aplicável

Fórmula de cálculo da classificação final


 Fórmula de avaliação: CF= 0.65 TF + 0.35 TL


onde TF é a nota do projeto final, TL a avaliação da componete laboratorial.


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