Jakie są nowe materiały i urządzenia energetyczne?

Tak zwana nowa energia to energia niewykorzystana na dużą skalę i będąca przedmiotem aktywnych prac badawczo-rozwojowych, która różni się od energii konwencjonalnej, takiej jak węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny oraz duża i średnia energetyka wodna. Na przykład energia słoneczna, energia wiatrowa, nowoczesna energia z biomasy, energia geotermalna, energia oceaniczna i energia wodorowa to nowe źródła energii. Nowe materiały energetyczne są kluczowymi materiałami wykorzystywanymi w procesie realizacji transformacji i wykorzystania tych nowych źródeł energii oraz rozwoju nowych technologii energetycznych.

Obecnie bardziej zbadanymi i stosunkowo dojrzałymi nowymi materiałami energetycznymi są głównie materiały do ​​ogniw słonecznych, materiały do ​​akumulatorów energetycznych, materiały do ​​ogniw paliwowych, materiały energetyczne z biomasy, materiały do ​​energetyki wiatrowej, superkondensatory, materiały do ​​energii jądrowej itp.

Kierunek nowych materiałów i urządzeń energetycznych jest kierunkiem badań i rozwoju kluczowych materiałów i projektowania urządzeń oraz wytwarzania nowej konwersji i wykorzystania energii. Ten kierunek jest jednym z pierwszych kierunków związanych z krajowymi strategicznymi wschodzącymi branżami dodanymi przez Ministerstwo Edukacji w 2010 roku i jest jednym z najmłodszych kierunków w kategorii inżynierii materiałowej.

Profesor Li Meicheng powiedział, że konotacja głównych nowych materiałów i urządzeń energetycznych polega na integracji nowych materiałów i urządzeń energetycznych. W odróżnieniu od tradycyjnych materiałów, takich jak materiały stopowe, nowe materiały energetyczne nie są prostymi materiałami, ale mają właściwości strukturalne i funkcjonalne. Na przykład materiał rdzenia paneli słonecznych nie jest prostym krzemem, ale tworzy określoną strukturę (taką jak złącze PN) i może osiągnąć funkcję konwersji fotoelektrycznej. Dlatego badania nad nowymi materiałami i urządzeniami energetycznymi to nie tylko materiały czy komponenty, ale ich połączenie. Innymi słowy, główny koncentruje się na tym, jak przebić się przez linie podziału między nowymi materiałami energetycznymi a urządzeniami.

Weźmy na przykład samochody elektryczne, w których technologia akumulatorów zasilających szybko się rozwija. Na przykład ujemna bateria tytanianu litu ma zalety szybkiego ładowania, długiej żywotności, wysokiego bezpieczeństwa itp., Wadą jest niska gęstość energii, wysoka cena, odpowiednia do użytku w autobusach. Jednak ostatnio szybko ładująca się bateria z ujemnym węglem poczyniła szybkie postępy i oczekuje się, że jej wysoka gęstość energii i niski koszt zastąpią ujemną baterię tytanianu litu. Bez względu na rodzaj baterii, jej materiały i urządzenia są nierozłączne, a ostateczny materiał musi zostać przerobiony na baterię. Oczywiście to tylko niewielka część pola badawczego nowych materiałów i urządzeń energetycznych.

Jakie są obszary badawcze nowych materiałów i urządzeń energetycznych?

Profesor Li Meicheng powiedział, że obecnie aktywne obszary badań nad nowymi materiałami i urządzeniami energetycznymi to:

Po pierwsze, proces konwersji energii. Na przykład energia świetlna na elektryczność, energia świetlna na ciepło, energia świetlna na energię chemiczną, energia wiatru na elektryczność, energia z biomasy na elektryczność i tak dalej. Na przykład ogniwa słoneczne przekształcają energię świetlną w energię elektryczną, a sztuczna fotosynteza przekształca energię świetlną w energię chemiczną.

Po drugie, wychwytywanie i magazynowanie energii. W listopadzie 2016 r. premier Li Keqiang przewodniczył posiedzeniu Krajowej Komisji Energetycznej, która obradowała i zatwierdziła 13. Pięcioletni Plan Rozwoju Energetyki. Li zasugerował skupienie się na rozwoju i wykorzystaniu energii odnawialnej, zwłaszcza nowej energii w technologii sieci i magazynowaniu energii, przełomie w technologii mikrosieci, kompleksowej budowie energii mądrości „Internet +”, poprawie zdolności regulacji systemu elektroenergetycznego, zwiększeniu nowej zdolności energetycznej , rozwijać zaawansowaną technologię o wysokiej wydajności i oszczędzaniu energii oraz rywalizację energetyczną na wyżynach nauki i technologii. W 2016 r. Krajowa Administracja Energii zatwierdziła po raz pierwszy ogólnokrajową budowę krajowego wielkoskalowego projektu demonstracyjnego magazynowania energii chemicznej, a także przedstawiła konkretne cele w zakresie innowacji w zakresie technologii magazynowania energii w ultrakondensatorach o dużej pojemności. Technologia magazynowania energii będzie jednym z kluczowych obszarów badawczych w ciągu najbliższych pięciu lat. Ponadto pokrywanie powierzchni wirników turbin wiatrowych (właściwości antykorozyjne i inne), ogniwa paliwowe itp. to nowe dziedziny badań nad materiałami i urządzeniami energetycznymi.

Czujniki w zintegrowanych systemach energetycznych. To kolejny obszar, w którym profesor Li zdał sobie ostatnio sprawę, że nowe materiały i urządzenia energetyczne mogą znaleźć szerokie zastosowanie. Na tle ciągłego pogłębiania się reformy systemu elektroenergetycznego generalną tendencją jest przekształcenie tradycyjnej sieci elektroenergetycznej i budowa zintegrowanego systemu energetycznego, ale wciąż brakuje kluczowych węzłów, czyli przejść na porozumcie się ze sobą. Rosnąca złożoność energii podłączonej do systemu energetycznego wymaga inteligentnego wdrażania. W obecnej sieci brakuje jednak „oczu” i „uszu”, aby szybko i dokładnie rozmieścić energię. Te „oczy” i „uszy”, czujniki, są dokładnie tam, gdzie pojawia się zawód nowych materiałów i urządzeń energetycznych. Jest prawdopodobne, że użycie nowego materiału energetycznego doprowadzi do wielkiej innowacji.

A co z nową energią Materiały i urządzenia?

W lipcu 2012 r. North China Electric Power University zorganizowało trzecie krajowe sympozjum na temat budowy nowych materiałów i urządzeń energetycznych. W wydarzeniu wzięło udział ponad 70 osób, w tym dyrektorzy nowych materiałów i urządzeń energetycznych z ponad 30 uczelni, przedstawiciele nowych przedsiębiorstw energetycznych i stowarzyszeń branżowych oraz nowe wydawnictwa energetyczne. Ni Weidou, akademik z Uniwersytetu Tsinghua, wypowiada się na temat rozwoju i zapotrzebowania na talenty w dziedzinie nowej energii. Wskazał, że rozwój nowej energetyki powinien iść drogą praktyczną, a uczelnie specjalizujące się w nowej energetyce powinny bazować na własnych cechach, przezwyciężać wąskie gardło rozwojowe i przyczyniać się do budowy nowej energetyki. Zastępca dyrektora komitetu fotowoltaicznego Chińskiego Stowarzyszenia Energii Odnawialnej, sekretarz generalny Wu Dacheng zwrócił uwagę na spotkaniu, nowe szkolenia personelu energetycznego powinny wzmocnić podstawową edukację uniwersalnych talentów, rozsądne wprowadzenie nauczycieli, wzmocnić wymianę i wspólną edukację.

Tło nowych materiałów i urządzeń energetycznych na różnych uczelniach jest bardzo różne, więc kursy mają również swoją własną charakterystykę. Biorąc za przykład North China Electric Power University, jego program nauczania zawiera silną kombinację dyscyplin i skrzyżowań. Profesor Li Meicheng powiedział, że główne nowe materiały i urządzenia energetyczne obejmują następujące trzy aspekty: mechanizm fizyczny i chemiczny to podstawa, materiał to główny korpus, a urządzenie to wydajność materiału. Kolegia i uniwersytety powinny łączyć swoje własne cechy zawodowe i tworzyć te trzy elementy organicznie poprzez rozsądne ustalanie programów nauczania.

Kursy główne :(wyczerpujące informacje o każdej szkole)

Fizyka ciała stałego, chemia fizyczna, chemia i fizyka materiałów, energia, elektrochemia, technologia zasilania, fizyka i urządzenia półprzewodników, materiały do ​​magazynowania energii i technologia przygotowania, analiza materiałów i metody testowania, transformacja i zastosowanie energii, zaawansowana zasada technologii oszczędzania energii i technologia, ogniwa słoneczne, zasada i technologia baterii litowo-jonowej, projekt integracji systemu energetycznego, nowy światowy trend rozwoju energii w serii wykładów itp.

I nowa energetyka i inżynieria główna różnica

Oba kierunki należą do kategorii inżynierskiej, ale nowe materiały i urządzenia energetyczne należą do kategorii materiałów, a nowe nauki o energetyce i inżynieria należą do kategorii energetyki. Nowa nauka i inżynieria energetyczna jest zorientowana na nową energetykę, z silnym interdyscyplinarnym i dużym rozpiętością zawodową. Podstawa dyscypliny wywodzi się z wielu nauk i inżynierii i jest ściśle związana z fizyką, chemią, materiałami, maszynami, elektroniką, informacją, oprogramowaniem, ekonomią i wieloma innymi kierunkami. Zgodnie z potrzebami społecznymi i własną akumulacją zawodową, kolegia i uniwersytety ustanowiły własne cechy charakterystyczne dla nowych kierunków energetyki i inżynierii, cele szkoleniowe, programy nauczania Ustawienia, główne kierunki i tak dalej są zupełnie inne.