Vad är nya energimaterial och enheter?

Den så kallade nya energin avser den energi som inte har utnyttjats i stor skala och som är under aktiv forskning och utveckling, vilket skiljer sig från konventionell energi som kol, olja, naturgas och stor och medelstor vattenkraft. Till exempel är solenergi, vindenergi, modern biomassaenergi, geotermisk energi, havsenergi och väteenergi alla nya energikällor. Nya energimaterial är nyckelmaterialen som används i processen att förverkliga omvandlingen och utnyttjandet av dessa nya energikällor och utveckla ny energiteknik.

För närvarande är de mer studerade och relativt mogna nya energimaterialen främst solcellsmaterial, kraftbatterimaterial, bränslecellsmaterial, biomassaenergimaterial, vindenergimaterial, superkondensatorer, kärnenergimaterial, etc.

Den största av nya energimaterial och anordningar är den huvudsakliga forskning och utveckling av nyckelmaterial och enhetsdesign och tillverkning av ny energiomvandling och användning. Detta huvudämne är en av de första omgångarna relaterade till nationella strategiska framväxande industrier som lades till av utbildningsministeriet 2010, och det är en av de yngsta majorerna i materialkategorin teknik.

Professor Li Meicheng sa att konnotationen av det stora av nya energimaterial och -anordningar ligger i integrationen av nya energimaterial och -anordningar. Till skillnad från traditionella material, såsom legeringsmaterial, är nya energimaterial inte enkla material, utan har strukturella och funktionella egenskaper. Till exempel är kärnmaterialet i solpaneler inte enkelt kisel, utan för att bilda en viss struktur (som PN-övergång), och kan uppnå fotoelektrisk omvandlingsfunktion. Därför är forskningen om nya energimaterial och enheter inte bara material eller komponenter, utan att kombinera de två. Majoren fokuserar med andra ord på hur man bryter igenom fellinjerna mellan nya energimaterial och enheter.

Ta till exempel elbilar där kraftbatteritekniken utvecklas snabbt. Till exempel har litiumtitanat negativt batteri fördelarna med snabbladdningsprestanda, lång livslängd, hög säkerhet etc., nackdelen är låg energitäthet, högt pris, lämplig för bussanvändning. Men nyligen har kolnegativa snabbladdningsbatterier gjort snabba framsteg, och dess höga energitäthet och låga kostnad förväntas ersätta litiumtitanat negativt batteri. Oavsett vilken typ av batteri, dess material och enheter är oskiljaktiga, och det slutliga materialet måste göras till ett batteri. Naturligtvis är detta bara en liten del av forskningsfältet för nya energimaterial och -anordningar.

Vilka är forskningsområdena för nya energimaterial och -anordningar?

Professor Li Meicheng sa att de nuvarande aktiva forskningsområdena för nya energimaterial och anordningar är:

Först, processen för energiomvandling. Till exempel ljusenergi till elektricitet, ljusenergi till värme, ljusenergi till kemisk energi, vindenergi till elektricitet, biomassaenergi till elektricitet, och så vidare. Till exempel omvandlar solceller ljusenergi till elektricitet, och artificiell fotosyntes omvandlar ljusenergi till kemisk energi.

För det andra, energifångst och lagring. I november 2016 ledde premiärminister Li Keqiang ett möte i den nationella energikommissionen, som övervägde och godkände den 13:e femåriga energiutvecklingsplanen. Li föreslog att fokusera på utveckling och användning av förnybar energi, särskilt den nya energin på nätet teknik och energilagring, mikronätverk teknik genombrott, den omfattande konstruktionen "Internet +" visdom energi, förbättra kraftsystemets anpassningsförmåga, öka den nya energi given förmåga , utveckla avancerad högeffektiv och energibesparande teknik och energikonkurrens på de högsta höjderna inom vetenskap och teknik. Under 2016 godkände National Energy Administration byggandet av det nationella storskaliga demonstrationsprojektet för kemisk energilagring för första gången i hela landet, och lade också fram specifika innovationsmål för energilagringstekniken för ultrakondensatorer med stor kapacitet. Energilagringsteknik kommer att vara ett av de viktigaste forskningsområdena under de kommande fem åren. Dessutom är ytbeläggning av vindkraftspumphjul (korrosionsskydd och andra egenskaper), bränsleceller, etc., nya forskningsområden för energimaterial och anordningar.

Sensorer i integrerade energisystem. Detta är ett annat område där professor Li nyligen har insett att nya energimaterial och apparater kan användas i stor utsträckning. Mot bakgrund av den kontinuerliga fördjupningen av reformen av elkraftsystemet har omvandlingen av det traditionella kraftnätet och konstruktionen av det integrerade energisystemet varit den allmänna trenden, men det finns fortfarande en brist på nyckelnoder, eller växlar till kommunicera med varandra. Den ökande komplexiteten hos energin kopplad till energisystemet kräver intelligent utbyggnad. Det nuvarande nätet saknar dock "ögon" och "öron" för att distribuera energi snabbt och exakt. Dessa "ögon" och "öron", sensorer, är precis där det nya energimaterial- och apparatyrket kommer in. Det är troligt att användningen av ett nytt energimaterial kommer att leda till en stor innovation.

Vad sägs om nya energimaterial och enheter?

I juli 2012 var North China Electric Power University värd för det tredje nationella symposiet om konstruktion av nya energimaterial och -enheter. Mer än 70 personer deltog i evenemanget, inklusive huvudmän för nya energimaterial och apparater från mer än 30 universitet, representanter för nya energiföretag och branschorganisationer och nya energiförlagsenheter. Ni Weidou, akademiker vid Tsinghua University, talar om utvecklingen och efterfrågan på talang inom området ny energi. Han påpekade att utvecklingen av den nya energibranschen bör ta en praktisk väg, och högskolor och universitet som specialiserar sig på ny energi bör utgå från sina egna egenskaper, övervinna utvecklingsflaskhalsen och bidra till byggandet av ny energi. Kina Renewable Energy Association solcellskommitté biträdande direktör, generalsekreterare Wu Dacheng påpekade i mötet, ny energi personal utbildning bör stärka den grundläggande utbildningen av universella talanger, rimligt införande av lärare, stärka utbyten och gemensam utbildning.

Bakgrunden för nya energimaterial och apparater stora vid olika universitet är mycket olika, så kurserna har också sina egna egenskaper. Med North China Electric Power University som ett exempel, har dess läroplan en stark kombination av discipliner och skärningspunkter. Professor Li Meicheng sa att huvuddelen av nya energimaterial och anordningar involverar följande tre aspekter: den fysiska och kemiska mekanismen är grunden, materialet är huvudkroppen och enheten är materialets prestanda. Högskolor och universitet bör kombinera sina egna professionella egenskaper och göra de tre organiskt genom rimliga läroplaner.

Huvudkurser: (omfattande information om varje skola)

Fasta tillståndets fysik, fysikalisk kemi, materialkemi och fysik, energi, elektrokemi, strömförsörjningsteknik, halvledarfysik och anordningar, energilagringsmaterial och beredningsteknik, materialanalys och testmetoder, energiomvandling och tillämpning, principen om avancerad energisparteknik och teknik, solceller, litiumjonbatteriprincip och teknik, energisystemintegrationsdesign, världens nya energiutvecklingstrend av föreläsningsserier, etc.

Och ny energivetenskap och teknik stor skillnad

Båda huvudämnena tillhör kategorin teknik, men nya energimaterial och anordningar tillhör materialkategorin och ny energivetenskap och ingenjörsvetenskap tillhör kategorin energikraft. Ny energivetenskap och ingenjörskonst är inriktad på den nya energibranschen, med starkt tvärvetenskapligt och stort professionellt spännvidd. Disciplinens grund kommer från flera vetenskaper och ingenjörer, och är nära relaterad till fysik, kemi, material, maskiner, elektronik, information, mjukvara, ekonomi och många andra huvudämnen. Enligt de sociala behoven och sin egen professionella ackumulering, har högskolor och universitet inrättat sina egna egenskaper för ny energivetenskap och ingenjör stora, utbildningsmål, läroplan Inställningar, stora riktning och så vidare är helt olika.