Was sind neue Energiematerialien und -geräte?

Die sogenannte neue Energie bezieht sich auf die Energie, die noch nicht in großem Umfang genutzt wurde und in der aktiven Forschung und Entwicklung ist, die sich von konventionellen Energien wie Kohle, Öl, Erdgas und großen und mittleren Wasserkraft unterscheidet. Neue Energiequellen sind zum Beispiel Solarenergie, Windenergie, moderne Biomasseenergie, Geothermie, Meeresenergie und Wasserstoffenergie. Neue Energiematerialien sind die Schlüsselmaterialien, die im Prozess der Umsetzung und Nutzung dieser neuen Energiequellen und der Entwicklung neuer Energietechnologien verwendet werden.

Gegenwärtig sind die besser untersuchten und relativ ausgereiften neuen Energiematerialien hauptsächlich Solarzellenmaterialien, Materialien für Leistungsbatterien, Brennstoffzellenmaterialien, Biomasseenergiematerialien, Windenergiematerialien, Superkondensatoren, Kernenergiematerialien usw.

Der Schwerpunkt der neuen Energiematerialien und -geräte ist der Schwerpunkt der Forschung und Entwicklung von Schlüsselmaterialien und des Gerätedesigns und der Herstellung von neuen Energieumwandlungen und -nutzungen. Dieses Hauptfach ist eines der ersten Hauptfächer im Zusammenhang mit nationalen strategisch aufstrebenden Industrien, die 2010 vom Bildungsministerium hinzugefügt wurden, und es ist eines der jüngsten Hauptfächer in der Materialkategorie Ingenieurwesen.

Professor Li Meicheng sagte, dass die Konnotation des Majors der neuen Energiematerialien und -geräte in der Integration neuer Energiematerialien und -geräte liege. Anders als traditionelle Materialien, wie z. B. Legierungsmaterialien, sind neue Energiematerialien keine einfachen Materialien, sondern haben strukturelle und funktionelle Eigenschaften. Beispielsweise ist das Kernmaterial von Sonnenkollektoren nicht einfaches Silizium, sondern bildet eine bestimmte Struktur (z. B. PN-Übergang) und kann eine photoelektrische Umwandlungsfunktion erreichen. Daher geht es bei der Erforschung neuer Energiematerialien und -geräte nicht nur um Materialien oder Komponenten, sondern um die Kombination beider. Mit anderen Worten, das Hauptfach konzentriert sich darauf, wie die Bruchlinien zwischen neuen Energiematerialien und -geräten durchbrochen werden können.

Nehmen Sie zum Beispiel Elektroautos, bei denen sich die Batterietechnologie rasant weiterentwickelt. Zum Beispiel hat eine negative Lithium-Titanat-Batterie die Vorteile einer schnellen Ladeleistung, einer langen Lebensdauer, einer hohen Sicherheit usw. Der Nachteil ist eine geringe Energiedichte, ein hoher Preis und eine Eignung für den Busgebrauch. In letzter Zeit haben jedoch kohlenstoffnegative Schnellladebatterien schnelle Fortschritte gemacht, und es wird erwartet, dass ihre hohe Energiedichte und niedrigen Kosten negative Lithiumtitanatbatterien ersetzen werden. Unabhängig von der Art der Batterie sind ihre Materialien und Geräte untrennbar miteinander verbunden, und das Endmaterial muss zu einer Batterie verarbeitet werden. Dies ist natürlich nur ein kleiner Teil des Forschungsfeldes der neuen Energiematerialien und -geräte.

Was sind die Forschungsgebiete für neue Energiematerialien und -geräte?

Professor Li Meicheng sagte, dass die aktuellen aktiven Forschungsbereiche für neue Energiematerialien und -geräte die folgenden sind:

Erstens der Prozess der Energieumwandlung. Zum Beispiel Lichtenergie in Elektrizität, Lichtenergie in Wärme, Lichtenergie in chemische Energie, Windenergie in Elektrizität, Biomasseenergie in Elektrizität und so weiter. Beispielsweise wandeln Solarzellen Lichtenergie in Strom um, und künstliche Photosynthese wandelt Lichtenergie in chemische Energie um.

Zweitens, Energiegewinnung und -speicherung. Im November 2016 leitete Ministerpräsident Li Keqiang eine Sitzung der Nationalen Energiekommission, die den 13. Fünfjahres-Energieentwicklungsplan beriet und genehmigte. Li schlug vor, sich auf die Entwicklung und Nutzung erneuerbarer Energien zu konzentrieren, insbesondere auf die neue Energie in der Netztechnologie und Energiespeicherung, den Durchbruch der Mikronetzwerktechnologie, die umfassende Konstruktion "Internet +" Weisheitsenergie, die Anpassungsfähigkeit des Stromversorgungssystems zu verbessern und die gegebene Fähigkeit der neuen Energie zu erhöhen , Entwicklung fortschrittlicher hocheffizienter und energiesparender Technologien und Energiewettbewerb die beherrschenden Höhen von Wissenschaft und Technologie. Im Jahr 2016 genehmigte die Nationale Energiebehörde zum ersten Mal landesweit den Bau des nationalen groß angelegten Demonstrationsprojekts zur chemischen Energiespeicherung und legte auch spezifische Innovationsziele für die Energiespeichertechnologie von Ultrakondensatoren mit großer Kapazität vor. Die Energiespeichertechnologie wird in den nächsten fünf Jahren eines der zentralen Forschungsgebiete sein. Darüber hinaus sind die Oberflächenbeschichtung von Laufrädern für Windkraftanlagen (Korrosionsschutz und andere Eigenschaften), Brennstoffzellen usw. neue Forschungsfelder für Energiematerialien und -geräte.

Sensoren in integrierten Energiesystemen. Dies ist ein weiterer Bereich, in dem Professor Li kürzlich erkannt hat, dass neue Energiematerialien und -geräte weit verbreitet sein können. Vor dem Hintergrund der kontinuierlichen Vertiefung der Reform des Stromversorgungssystems sind die Transformation des traditionellen Stromnetzes und der Aufbau des integrierten Energiesystems der allgemeine Trend, aber es fehlt noch an Schlüsselknoten oder Weichen dazu miteinander kommunizieren. Die zunehmende Komplexität der an das Energiesystem angeschlossenen Energie erfordert einen intelligenten Einsatz. Dem aktuellen Netz fehlen jedoch „Augen“ und „Ohren“, um Energie schnell und genau einzusetzen. Diese „Augen“ und „Ohren“, Sensoren, sind genau das, wo der Beruf der neuen Energiematerialien und -geräte ins Spiel kommt. Es ist wahrscheinlich, dass die Verwendung eines neuen Energiematerials zu einer großen Innovation führen wird.

Was ist mit neuen Energiematerialien und -geräten?

Im Juli 2012 veranstaltete die North China Electric Power University das dritte Nationale Symposium über die Konstruktion neuer Energiematerialien und -geräte. Mehr als 70 Personen nahmen an der Veranstaltung teil, darunter Leiter von Materialien und Geräten für neue Energie von mehr als 30 Universitäten, Vertreter von Unternehmen und Industrieverbänden für neue Energie sowie Verlagseinheiten für neue Energie. Ni Weidou, Akademiker der Tsinghua-Universität, spricht über die Entwicklung und den Talentbedarf im Bereich der neuen Energie. Er wies darauf hin, dass die Entwicklung der neuen Energiewirtschaft einen praktischen Weg einschlagen sollte und dass sich auf neue Energie spezialisierte Hochschulen und Universitäten auf ihre eigenen Merkmale stützen, den Entwicklungsengpass überwinden und zum Aufbau neuer Energie beitragen sollten. Der stellvertretende Direktor des Photovoltaik-Ausschusses der China Renewable Energy Association, Generalsekretär Wu Dacheng, wies in der Sitzung darauf hin, dass neue Energie-Personalschulungen die Grundausbildung von universellen Talenten, die angemessene Einführung von Lehrern, den Austausch und die gemeinsame Bildung stärken sollten.

Der Hintergrund für neue Energiematerialien und -geräte an verschiedenen Universitäten ist sehr unterschiedlich, daher haben die Studiengänge auch ihre eigenen Besonderheiten. Am Beispiel der North China Electric Power University zeichnet sich ihr Lehrplan durch eine starke Kombination von Disziplinen und Schnittmengen aus. Professor Li Meicheng sagte, dass das Hauptthema der neuen Energiematerialien und -geräte die folgenden drei Aspekte beinhaltet: Der physikalische und chemische Mechanismus ist die Basis, das Material ist der Hauptkörper und das Gerät ist die Leistung des Materials. Colleges und Universitäten sollten ihre eigenen beruflichen Merkmale kombinieren und die drei organisch durch eine angemessene Lehrplaneinstellung gestalten.

Hauptkurse :(umfassende Informationen der einzelnen Schulen)

Festkörperphysik, Physikalische Chemie, Materialchemie und -physik, Energie, Elektrochemie, Energieversorgungstechnik, Halbleiterphysik und -geräte, Energiespeichermaterialien und Aufbereitungstechnik, Materialanalyse und Prüfverfahren, Energieumwandlung und -anwendung, das Prinzip der fortschrittlichen Energiespartechnologie und Technologie, Solarzellen, Lithium-Ionen-Batterieprinzip und -technologie, Energiesystemintegrationsdesign, der weltweite neue Energieentwicklungstrend von Vortragsreihen usw.

Und neue Energiewissenschaft und -technik großer Unterschied

Beide Hauptfächer gehören zur Kategorie Ingenieurwesen, aber neue Energiematerialien und -geräte gehören zur Materialkategorie, und neue Energiewissenschaft und -technik gehören zur Kategorie Energiekraft. Die neue Energiewissenschaft und -technik ist auf die neue Energiebranche ausgerichtet und weist eine starke interdisziplinäre und große berufliche Spannweite auf. Die Disziplingrundlage stammt aus mehreren Natur- und Ingenieurwissenschaften und ist eng mit Physik, Chemie, Werkstoffen, Maschinen, Elektronik, Information, Software, Wirtschaft und vielen anderen Hauptfächern verbunden. Entsprechend den sozialen Bedürfnissen und ihrer eigenen beruflichen Akkumulation haben Hochschulen und Universitäten ihre eigenen Merkmale der neuen Hauptfächer Energiewissenschaften und -ingenieurwesen festgelegt, Ausbildungsziele, Lehrplaneinstellungen, Hauptrichtung usw. sind sehr unterschiedlich.