Mik az új energetikai anyagok és eszközök?

Az ún. új energia a még nem nagy mennyiségben hasznosított, aktív kutatás-fejlesztés alatt álló energiát jelenti, amely eltér a hagyományos energiáktól, mint a szén, olaj, földgáz, valamint a nagy és közepes vízenergia. Például a napenergia, a szélenergia, a modern biomassza-energia, a geotermikus energia, az óceánenergia és a hidrogénenergia mind új energiaforrások. Az új energiahordozók a kulcsfontosságú anyagok, amelyeket ezen új energiaforrások átalakítása és hasznosítása, valamint új energetikai technológiák fejlesztése során használnak fel.

Jelenleg a jobban tanulmányozott és viszonylag kiforrott új energetikai anyagok elsősorban a napelem-anyagok, az akkumulátor-anyagok, az üzemanyagcella-anyagok, a biomassza-energetikai anyagok, a szélenergia-anyagok, a szuperkondenzátorok, a nukleáris energiahordozók stb.

Az új energetikai anyagok és eszközök fő területe a kulcsfontosságú anyagok és készülékek kutatása és fejlesztése, valamint az új energiaátalakítás és -hasznosítás gyártása. Ez a szak az egyik első olyan nemzetstratégiai feltörekvő iparágakhoz kapcsolódó szak, amelyet 2010-ben vett fel az Oktatási Minisztérium, és az egyik legfiatalabb szak a mérnöki anyag kategóriában.

Li Meicheng professzor elmondta, hogy az új energetikai anyagok és eszközök fő konnotációja az új energetikai anyagok és eszközök integrációjában rejlik. A hagyományos anyagoktól, például az ötvözött anyagoktól eltérően az új energetikai anyagok nem egyszerű anyagok, hanem szerkezeti és funkcionális tulajdonságokkal rendelkeznek. Például a napelemek maganyaga nem egyszerű szilícium, hanem egy bizonyos struktúra kialakítása (például PN csomópont), és fotoelektromos konverziós funkciót érhet el. Ezért az új energetikai anyagok és eszközök kutatása nem csupán anyagok vagy alkatrészek, hanem a kettő ötvözése. Más szóval, a szak arra összpontosít, hogyan lehet áttörni az új energetikai anyagok és eszközök közötti törésvonalakat.

Vegyük például az elektromos autókat, ahol az akkumulátor-technológia gyorsan fejlődik. Például a lítium-titanát negatív akkumulátor előnyei a gyors töltési teljesítmény, a hosszú élettartam, a nagy biztonság stb., A hátránya az alacsony energiasűrűség, a magas ár, alkalmas buszhasználatra. A közelmúltban azonban a szén-negatív gyorstöltő akkumulátor gyors előrehaladást ért el, és nagy energiasűrűsége és alacsony költsége várhatóan helyettesíti a lítium-titanát negatív akkumulátort. Mindegy, milyen akkumulátorról van szó, anyagai, eszközei elválaszthatatlanok, a végső anyagból akkumulátort kell készíteni. Természetesen ez csak egy kis része az új energetikai anyagok és eszközök kutatási területének.

Melyek az új energetikai anyagok és eszközök kutatási területei?

Li Meicheng professzor elmondta, hogy az új energetikai anyagok és eszközök jelenlegi aktív kutatási területei a következők:

Először is, az energiaátalakítás folyamata. Például a fényenergiából villamos energiát, fényenergiából hőt, fényenergiából vegyi energiát, szélenergiából elektromosságot, biomassza energiából elektromosságot stb. Például a napelemek a fényenergiát elektromos energiává alakítják, a mesterséges fotoszintézis pedig a fényenergiát kémiai energiává.

Másodszor, az energia befogása és tárolása. 2016 novemberében Li Keqiang miniszterelnök elnökölt a Nemzeti Energia Bizottság ülésén, amely megvitatta és jóváhagyta a 13. ötéves energiafejlesztési tervet. Li azt javasolta, hogy összpontosítson a megújuló energia fejlesztésére és hasznosítására, különösen az új energiára a hálózaton és az energiatároláson, a mikrohálózati technológia áttörése, az átfogó építési "Internet +" bölcsesség energia, javítja az energiarendszer kiigazítási képességét, növeli az új energia adott képességét. , fejlett, nagy hatékonyságú és energiatakarékos technológiát és energiaversenyt fejlesztenek ki a tudomány és a technológia csúcsát. Az Országos Energiaügyi Hivatal 2016-ban első ízben országosan engedélyezte az országos nagyszabású vegyi energiatárolási demonstrációs projekt megépítését, valamint konkrét innovációs célokat tűzött ki a nagy kapacitású ultrakondenzátorok energiatárolási technológiájára vonatkozóan. Az energiatárolási technológia az egyik kulcsfontosságú kutatási terület lesz a következő öt évben. Ezen túlmenően a szélturbina járókerék felületi bevonata (korróziógátló és egyéb tulajdonságok), üzemanyagcellák stb. új energetikai anyagok és eszközök kutatási területei.

Érzékelők integrált energiarendszerekben. Ez egy másik terület, ahol Li professzor nemrég rájött, hogy az új energetikai anyagok és eszközök széles körben használhatók. A villamosenergia-rendszer reformjának folyamatos elmélyülésének hátterében a hagyományos villamosenergia-hálózat átalakítása, az integrált energiarendszer kiépítése volt az általános tendencia, de továbbra is hiányoznak a kulcscsomópontok, illetve átállások. kommunikálni egymással. Az energiarendszerhez kapcsolódó energia egyre összetettebbé válása intelligens telepítést igényel. A jelenlegi hálózatból azonban hiányoznak a "szemek" és a "fülek" az energia gyors és pontos telepítéséhez. Pontosan ezek a "szemek" és "fülek", érzékelők jelentik az új energetikai anyagok és eszközök szakmáját. Valószínűleg egy új energetikai anyag felhasználása nagy innovációhoz vezet.

Mi a helyzet az új energetikai anyagokkal és eszközökkel?

2012 júliusában az Észak-Kínai Villamosenergia Egyetem adott otthont az új energetikai anyagok és eszközök építéséről szóló harmadik nemzeti szimpóziumnak. A rendezvényen több mint 70-en vettek részt, köztük több mint 30 egyetem új energetikai anyagok és eszközök megbízói, új energetikai vállalkozások és ipari szövetségek, valamint új energetikai kiadó egységek képviselői. Ni Weidou, a Tsinghua Egyetem akadémikusa a fejlődésről és a tehetségigényről beszél az új energia területén. Felhívta a figyelmet arra, hogy az új energiaipar fejlesztésének gyakorlati úton kell haladnia, az újenergiára szakosodott főiskoláknak, egyetemeknek pedig saját adottságaik alapján kell leküzdeniük a fejlesztési szűk keresztmetszetet, és hozzá kell járulniuk az új energia kiépítéséhez. A Kínai Megújuló Energia Szövetség fotovoltaikus bizottságának igazgatóhelyettese, Wu Dacheng főtitkár rámutatott az ülésen, az új energetikai személyzet képzésének meg kell erősítenie az egyetemes tehetségek alapképzését, a tanárok ésszerű bevezetését, a cserék és a közös oktatás megerősítését.

Az új energetikai anyagok és eszközök szakok háttere a különböző egyetemeken nagyon eltérő, így a képzéseknek is megvannak a maguk sajátosságai. Példaként az Észak-Kínai Villamosenergia-egyetem tanterve a tudományágak és a kereszteződések erős kombinációját tartalmazza. Li Meicheng professzor elmondta, hogy az új energetikai anyagok és eszközök főbb része a következő három szempontot foglalja magában: a fizikai és kémiai mechanizmus az alap, az anyag a fő test, az eszköz pedig az anyag teljesítménye. A főiskoláknak és az egyetemeknek ötvözniük kell saját szakmai jellemzőiket, és ésszerű tanterv-meghatározással szervesen kell kialakítaniuk a hármat.

Főételek :(átfogó információ minden iskoláról)

Szilárdtestfizika, fizikai kémia, anyagkémia és fizika, energia, elektrokémia, áramellátás-technológia, félvezető fizika és eszközök, energiatároló anyagok és előállítási technológia, anyagelemzési és -vizsgálati módszerek, energiaátalakítás és -felhasználás, a fejlett energiatakarékos technológiai elv, ill. technológia, napelemek, lítium-ion akkumulátor elve és technológia, energiarendszer integráció tervezése, a világ új energetikai fejlesztési irányzata előadássorozatok stb.

És az új energiatudomány és a mérnöki jelentős különbség

Mindkét szak a mérnöki kategóriába tartozik, de az új energetikai anyagok és eszközök az anyagkategóriába, az új energetikai tudomány és mérnöki szakok pedig az energia teljesítmény kategóriába tartoznak. Az új energetikai tudomány és mérnöki tevékenység az új energiaiparra irányul, erős interdiszciplináris és nagy szakmai hatókörrel. A tudományág alapja több tudományból és mérnöki tudományból származik, és szorosan kapcsolódik a fizikához, kémiához, anyagokhoz, gépekhez, elektronikához, információhoz, szoftverekhez, gazdasághoz és sok más szakhoz. A főiskolák és egyetemek a társadalmi igényeknek és saját szakmai felhalmozásuknak megfelelően kialakították az új energetikai tudomány és mérnök szak saját jellemzőit, a képzési célok, a tanterv A beállítások, a szakirány és így tovább egészen eltérőek.