新能源材料与器件
新能源材料与器件
1万+ 人选课
更新日期:2025/04/28
开课时间2025/03/03 - 2025/06/30
课程周期17 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

本课程在介绍当今世界新能源领域发展现状和对生态环境可持续发展的影响的基础上,结合国内外新能源材料开发、利用、研究,概述了新能源材料和新能源器件存在问题,研究方向和成果进展,面临的主要任务和未来解决办法,激发学生对课程知识的兴趣,推动学生自主深入学习各类新能源材料和器件的原理、构建,引导在新能源学科方向的发展。

 

本课程学习目标发展无污染、可再生、使用清洁的新能源材料来解决环境和能源可持续发展问题。研究新材料、新结构、新效应来提高传统能源采集、转换与存储环节中提高利用效率与转换效率,保证使用安全和对环境的保护。延长新能源材料与器件的使用寿命。

 

通过本课程的学习,同学不仅可以掌握各类新能源材料的基础概念,合成工艺、工作原理,和新能源器件的基本组成及器件对材料的基本技术要求,以及未来的发展趋势等知识内容,同时也可以了解到当前产业界以及研究领域最新的工艺趋势。本课程面向材料化学专业、能源化工专业及其相关专业和对本课程感兴趣的高年级本科生、研究生和专业技术人员。

 

课程特色:(1)课程集中体现了多学科知识、原理、方法的综合运用,可用于培养学生运用多学科知识解决复杂工程问题的能力。(2)课程采用了课程-案例-参考书一体化设计,通过教师视频讲授、案例讲解、项目引导探索相结合的模式,学习者可以结合自己的实际情况,进一步拓宽和加深学习的广度和深度。(3)线上视频课程有详尽合理的导学方案,有利于学生反复观看要点,可以充分完成知识点的记忆和认知过程;线下实体课堂,老师用系统的思维整合碎片的教学,使得学生缕清逻辑和脉络,完整掌握整个课程的知识体系。

课程大纲
能源与环境
1.1绪论
1.2能量和新能源
1.3常规能源与环境问题
1.4碳中和及其实现路径
化学电池概述
2.1电化学的发展和基本概念
2.2电池的基本概念
2.3一次电池
2.4电池的规格、构造和性能
2.5二次电池
锂离子电池
3.1锂原电池到锂离子电池
3.2锂离子电池的正极材料
3.3锂电的负极、电解液和隔膜材料
3.4电池的能量密度
3.5电池的电化学性能测量和分析
下一代锂离子电池
4.1锂硫电池
4.2锂空气电池
4.3全固态锂离子电池
超级电容器
5.1超级电容器的原理
5.2超级电容器的电极材料
燃料电池
6.1燃料电池的概述
6.2燃料电池的类型
6.3燃料电池的科学与工程
6.4固体氧化物燃料电池
6.5燃料电池中的催化过程
氢能
7.1氢能的利用
7.2储氢的原理
7.3储氢合金
新能源汽车
8.1新兴的电动汽车
8.2退役锂动力电池的回收与再利用
太阳能电池
9.1太阳能电池的原理
9.2太阳能电池的种类和材料
9.3有机-无机杂化太阳能电池
总结
10.1课程总结