新能源材料概论
新能源材料概论
少于1000 人选课
更新日期:2025/04/28
开课平台学银在线
开课高校太原理工大学
开课教师王晓敏
学科专业理学生物科学类
开课时间2023/08/25 - 2024/01/31
课程周期23 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

    新能源材料概论是新能源与新材料结合的产物。新能源成为国际上热门的研究领域,得到了突飞猛进的发展,各种新材料的研制成功,使生产成本不断降低,能量效率不断提高,使锂离子电池、氢燃料电池、液流电池等储能体系从研发阶段走入人们生活当中。这些储能电池是怎样工作的呢?它们每个组成是怎样和谐相处的呢?在各个组成中,新材料是否起关键性作用呢?

    在储能电池中,电极材料是关键组成部分,不同成分、不同结构的电极材料对电解液中的离子/导电电子具有不同的吸附/传输能力,对整个储能体系的能量密度、功率密度及循环稳定性等性能指标有至关重要的影响。本课程通过比较同一储能体系中电极材料的成分、结构对电化学性能的影响,认识其构效关系和性能优化机制,知道通过什么样的制备工艺可以获得具有精准成分和精细结构的电极材料。电解液是储能电池的血液,它不仅影响离子/电子的迁移速度,还对储能电池的能量密度和循环性能产生极大影响。选择与电极材料相匹配的电解液是实现高性能储能电池的关键,需要认识各种电解液的性能和与电极材料之间的协同关系。


课程大纲

新能源材料概述

  • 1.1 新能源材料的概述

锂离子电池

  • 2.1 锂离子电池的概述
  • 2.2 正极材料
  • 2.3 负极材料
  • 2.4 电解质

燃料电池

  • 3.1 燃料电池的概述
  • 3.2 碱性燃料电池
  • 3.3 磷酸型燃料电池
  • 3.4 熔融碳酸盐燃料电池
  • 3.5 质子交换膜燃料电池
  • 3.6 固体氧化物燃料电池

液流电池

  • 4.1 液流电池的概述
  • 4.2 全钒液流电池
  • 4.3 单液流锌镍电池和锌空气电池

超级电容器

  • 5.1 超级电容器的概述
  • 5.2 超级电容器的工作原理
  • 5.3 碳电极材料
  • 5.4 金属氧化物电极材料
  • 5.5 导电聚合物电极材料
  • 5.6 复合电极材料

生物燃料电池

  • 6.1 生物燃料电池概述
  • 6.2 酶燃料电池
  • 6.3 微生物燃料电池

其他新能源材料

  • 7.1 太阳能电池
  • 7.2 核电池
  • 7.3 风能