Aké sú nové energetické materiály a zariadenia?

Takzvaná nová energia sa vzťahuje na energiu, ktorá nebola využívaná vo veľkom meradle a je v aktívnom výskume a vývoji, čím sa líši od konvenčnej energie, ako je uhlie, ropa, zemný plyn a veľké a stredné vodné elektrárne. Napríklad slnečná energia, veterná energia, moderná energia z biomasy, geotermálna energia, energia oceánov a vodíková energia sú všetky nové zdroje energie. Nové energetické materiály sú kľúčové materiály používané v procese realizácie transformácie a využitia týchto nových zdrojov energie a vývoja nových energetických technológií.

V súčasnosti sú viac študovanými a relatívne vyspelými novými energetickými materiálmi najmä materiály solárnych článkov, materiály energetických batérií, materiály palivových článkov, energetické materiály biomasy, materiály veternej energie, superkondenzátory, materiály jadrovej energie atď.

Hlavná oblasť nových energetických materiálov a zariadení je oblasťou výskumu a vývoja kľúčových materiálov a dizajnu zariadení a výroby novej premeny a využitia energie. Tento odbor je jedným z prvých odborov súvisiacich s národnými strategickými novovznikajúcimi odvetviami, ktoré ministerstvo školstva pridalo v roku 2010, a je jedným z najmladších odborov v kategórii materiálového inžinierstva.

x

Vezmime si napríklad elektromobily, kde sa technológia napájacích batérií rýchlo vyvíja. Napríklad lítium titanátová negatívna batéria má výhody rýchleho nabíjania, dlhej životnosti, vysokej bezpečnosti atď., Nevýhodou je nízka energetická hustota, vysoká cena, vhodná na použitie v autobuse. Nedávno však uhlíková negatívna rýchlonabíjacia batéria zaznamenala rýchly pokrok a očakáva sa, že jej vysoká hustota energie a nízke náklady nahradia negatívnu batériu lítium-titanátu. Bez ohľadu na to, o aký druh batérie ide, jej materiály a zariadenia sú neoddeliteľné a z konečného materiálu musí byť vyrobená batéria. Samozrejme, toto je len malá časť oblasti výskumu nových energetických materiálov a zariadení.

Aké sú oblasti výskumu nových energetických materiálov a zariadení?

Profesor Li Meicheng povedal, že súčasné oblasti aktívneho výskumu nových energetických materiálov a zariadení sú hlavné:

Po prvé, proces premeny energie. Napríklad svetelná energia na elektrinu, svetelná energia na teplo, svetelná energia na chemickú energiu, veterná energia na elektrinu, energia z biomasy na elektrinu atď. Napríklad solárne články premieňajú svetelnú energiu na elektrinu a umelá fotosyntéza premieňa svetelnú energiu na chemickú energiu.

Po druhé, zachytávanie a skladovanie energie. V novembri 2016 predsedal premiér Li Keqiang zasadnutiu Národnej energetickej komisie, ktorá prerokovala a schválila 13. päťročný plán rozvoja energetiky. Li navrhol zamerať sa na rozvoj a využitie obnoviteľnej energie, najmä na novú energiu v rozvodnej sieti a skladovanie energie, prelom v technológii mikrosieť, komplexnú konštrukciu „internet +“ múdrej energie, zlepšiť schopnosť nastavenia energetického systému, zvýšiť danú schopnosť novej energie. , vyvinúť pokročilú technológiu s vysokou účinnosťou a úsporou energie a energetickú konkurenciu, ktorá je najvyšším vrcholom vedy a techniky. V roku 2016 Národná energetická správa po prvý raz na celoštátnej úrovni schválila výstavbu národného rozsiahleho demonštračného projektu chemického skladovania energie a tiež predložila konkrétne inovačné ciele pre technológiu skladovania energie veľkokapacitných ultrakondenzátorov. Technológia skladovania energie bude jednou z kľúčových oblastí výskumu v nasledujúcich piatich rokoch. Okrem toho sú povrchové nátery obežného kolesa veterných turbín (antikorózne a iné vlastnosti), palivové články atď. novými oblasťami výskumu energetických materiálov a zariadení.

Senzory v integrovaných energetických systémoch. Toto je ďalšia oblasť, v ktorej si profesor Li nedávno uvedomil, že nové energetické materiály a zariadenia môžu byť široko používané. Na pozadí neustáleho prehlbovania reformy elektrizačnej sústavy je všeobecným trendom transformácia tradičnej elektrizačnej sústavy a budovanie integrovanej energetickej sústavy, stále však chýbajú kľúčové uzly, resp. komunikovať medzi sebou. Rastúca zložitosť energie pripojenej k energetickému systému si vyžaduje inteligentné nasadenie. Súčasná sieť však nemá „oči“ a „uši“ na rýchle a presné nasadenie energie. Tieto „oči“ a „uši“, senzory, sú presne tým, kde prichádza na scénu profesia nových energetických materiálov a zariadení. Je pravdepodobné, že použitie nového energetického materiálu povedie k veľkej inovácii.

A čo nové energetické materiály a zariadenia?

V júli 2012 usporiadala North China Electric Power University tretie národné sympózium o konštrukcii nových energetických materiálov a zariadení. Podujatia sa zúčastnilo viac ako 70 ľudí, vrátane princípov nových energetických materiálov a zariadení z viac ako 30 univerzít, zástupcov nových energetických podnikov a priemyselných združení a nových energetických vydavateľstiev. Ni Weidou, akademik z Tsinghua University, hovorí o rozvoji a dopyte po talentoch v oblasti novej energie. Poukázal na to, že rozvoj nového energetického priemyslu by sa mal uberať praktickou cestou a vysoké školy a univerzity špecializujúce sa na novú energetiku by mali vychádzať z vlastných charakteristík, prekonávať úzke miesto rozvoja a prispievať k budovaniu novej energetiky. Zástupca riaditeľa fotovoltaického výboru China Renewable Energy Association, generálny tajomník Wu Dacheng zdôraznil na stretnutí, nové školenie personálu v oblasti energetiky by malo posilniť základné vzdelanie univerzálnych talentov, rozumné zavedenie učiteľov, posilniť výmeny a spoločné vzdelávanie.

Pozadie nových energetických materiálov a zariadení na rôznych univerzitách je veľmi odlišné, takže aj kurzy majú svoje vlastné charakteristiky. Ak si vezmeme príklad North China Electric Power University, jej učebné osnovy obsahujú silnú kombináciu disciplín a prienikov. Profesor Li Meicheng povedal, že hlavné nové energetické materiály a zariadenia zahŕňajú nasledujúce tri aspekty: fyzikálny a chemický mechanizmus je základ, materiál je hlavným telom a zariadenie je výkon materiálu. Vysoké školy a univerzity by mali spojiť svoje vlastné profesijné charakteristiky a vytvoriť tieto tri organicky prostredníctvom rozumného nastavenia učebných osnov.

Hlavné kurzy (komplexné informácie o každej škole)

Fyzika pevných látok, fyzikálna chémia, materiálová chémia a fyzika, energetika, elektrochémia, technológia napájania, fyzika polovodičov a zariadení, materiály na skladovanie energie a technológie prípravy, analýzy a testovanie materiálov, transformácia a aplikácia energie, princíp pokročilej technológie úspory energie a technológia, solárne články, princíp a technológia lítium-iónových batérií, návrh integrácie energetického systému, nový svetový trend vývoja energie v sérii prednášok atď.

A nová energetická veda a inžinierstvo sú hlavným rozdielom

Obidva hlavné oblasti patria do kategórie inžinierstva, ale nové energetické materiály a zariadenia patria do kategórie materiálov a nová energetická veda a inžinierstvo patria do kategórie energetickej energie. Nová energetická veda a inžinierstvo sa orientuje na nový energetický priemysel so silným interdisciplinárnym a veľkým odborným záberom. Základ disciplíny pochádza z viacerých vied a inžinierstva a úzko súvisí s fyzikou, chémiou, materiálmi, strojmi, elektronikou, informáciami, softvérom, ekonomikou a mnohými ďalšími odbormi. Podľa spoločenských potrieb a vlastnej profesionálnej akumulácie si vysoké školy a univerzity vytvorili svoje vlastné charakteristiky novej energetickej vedy a inžinierstva, ciele školenia, nastavenia učebných osnov, hlavné smerovanie atď.