Kas yra naujos energetinės medžiagos ir prietaisai?

Vadinamoji naujoji energija reiškia energiją, kuri nebuvo plačiai panaudota ir kuri yra aktyviai tiriama ir plėtojama, kuri skiriasi nuo įprastinės energijos, tokios kaip anglis, nafta, gamtinės dujos ir didelės bei vidutinės hidroenergijos. Pavyzdžiui, saulės energija, vėjo energija, moderni biomasės energija, geoterminė energija, vandenynų energija ir vandenilio energija yra nauji energijos šaltiniai. Naujos energetinės medžiagos yra pagrindinės medžiagos, naudojamos šių naujų energijos šaltinių transformavimo ir panaudojimo bei naujų energijos technologijų kūrimo procese.

Šiuo metu labiau ištirtos ir santykinai subrendusios naujos energetinės medžiagos yra daugiausia saulės elementų medžiagos, energijos baterijų medžiagos, kuro elementų medžiagos, biomasės energijos medžiagos, vėjo energijos medžiagos, superkondensatoriai, branduolinės energijos medžiagos ir kt.

Pagrindinis naujų energetinių medžiagų ir prietaisų kūrimas yra pagrindinių medžiagų ir prietaisų projektavimo ir naujos energijos konversijos bei panaudojimo gamybos ir plėtros kryptis. Ši specialybė yra viena iš pirmųjų specialybių, susijusių su nacionalinėmis strateginėmis besiformuojančiomis pramonės šakomis, kurią Švietimo ministerija įtraukė 2010 m., ir yra viena iš jauniausių inžinerijos medžiagų kategorijoje.

Profesorius Li Meichengas teigė, kad pagrindinių naujų energetinių medžiagų ir prietaisų reikšmė yra naujų energetinių medžiagų ir prietaisų integravimas. Skirtingai nuo tradicinių medžiagų, pavyzdžiui, lydinių, naujos energetinės medžiagos nėra paprastos medžiagos, bet turi struktūrinių ir funkcinių savybių. Pavyzdžiui, saulės kolektorių pagrindinė medžiaga nėra paprastas silicis, o tam, kad suformuotų tam tikrą struktūrą (pvz., PN sankryžą), ir gali pasiekti fotoelektrinės konversijos funkciją. Todėl naujų energetinių medžiagų ir prietaisų tyrimai yra ne tik medžiagos ar komponentai, bet ir jų derinimas. Kitaip tariant, pagrindinis dėmesys skiriamas tam, kaip įveikti gedimo linijas tarp naujų energetinių medžiagų ir prietaisų.

Paimkime, pavyzdžiui, elektrinius automobilius, kuriuose sparčiai vystosi maitinimo baterijų technologija. Pavyzdžiui, ličio titanato neigiamas akumuliatorius turi greito įkrovimo, ilgaamžiškumo, didelio saugumo ir kt. pranašumus, trūkumas yra mažas energijos tankis, aukšta kaina, tinkamas naudoti autobusu. Tačiau pastaruoju metu anglies neigiamas greito įkrovimo akumuliatorius padarė sparčią pažangą, o didelis energijos tankis ir maža kaina turėtų pakeisti ličio titanato neigiamą akumuliatorių. Kad ir kokia būtų baterija, jos medžiagos ir įrenginiai yra neatsiejami, o iš galutinės medžiagos turi būti pagaminta baterija. Žinoma, tai tik nedidelė naujų energetinių medžiagų ir prietaisų tyrimų lauko dalis.

Kokios yra naujų energetinių medžiagų ir prietaisų tyrimų sritys?

Profesorius Li Meicheng sakė, kad dabartinės aktyvios naujų energetinių medžiagų ir prietaisų tyrimų sritys yra šios:

Pirma, energijos konversijos procesas. Pavyzdžiui, šviesos energija – elektra, šviesos energija – šiluma, šviesos energija – cheminė energija, vėjo energija – elektra, biomasės energija – elektra ir t.t. Pavyzdžiui, saulės elementai šviesos energiją paverčia elektra, o dirbtinė fotosintezė šviesos energiją paverčia chemine energija.

Antra, energijos surinkimas ir saugojimas. 2016 m. lapkritį premjeras Li Keqiangas pirmininkavo Nacionalinės energetikos komisijos posėdyje, kuriame buvo svarstomas ir patvirtintas 13-asis penkerių metų energetikos plėtros planas. Li pasiūlė sutelkti dėmesį į atsinaujinančios energijos plėtrą ir naudojimą, ypač naują energiją tinkle ir energijos kaupimą, mikro tinklo technologijų proveržį, visapusišką „Internet +“ išminties energijos konstrukciją, gerinti elektros energijos sistemos pritaikymo galimybes, padidinti naujos energijos kiekį. , plėtoti pažangias didelio efektyvumo ir energiją taupančias technologijas ir energijos konkurenciją, kuri yra mokslo ir technologijų aukštumas. 2016 m. Nacionalinė energetikos administracija pirmą kartą patvirtino nacionalinio didelio masto cheminės energijos kaupimo demonstracinio projekto statybą visoje šalyje, taip pat iškėlė konkrečius naujovių tikslus didelės talpos ultrakondensatorių energijos kaupimo technologijai. Energijos kaupimo technologija per ateinančius penkerius metus bus viena iš pagrindinių tyrimų sričių. Be to, vėjo turbinos sparnuotės paviršiaus danga (antikorozinė ir kitos savybės), kuro elementai ir kt. yra naujų energetinių medžiagų ir prietaisų tyrimų sritys.

Jutikliai integruotose energijos sistemose. Tai dar viena sritis, kurioje profesorius Li neseniai suprato, kad naujos energetinės medžiagos ir prietaisai gali būti plačiai naudojami. Nuolat gilėjant elektros energetikos sistemos reformai, bendra tendencija buvo tradicinio elektros tinklo pertvarka ir integruotos energetikos sistemos statyba, tačiau vis dar trūksta pagrindinių mazgų arba perjungimų į bendrauti tarpusavyje. Dėl didėjančio energijos, prijungtos prie energetikos sistemos, sudėtingumo reikia protingo diegimo. Tačiau dabartiniam tinklui trūksta „akių“ ir „ausų“, kad energija būtų paskirstyta greitai ir tiksliai. Šios „akys“ ir „ausys“, jutikliai, yra būtent ta vieta, kur atsiranda naujų energetinių medžiagų ir prietaisų profesija. Tikėtina, kad naudojant naują energetinę medžiagą bus sukurta puiki naujovė.

Ką apie naujos energijos medžiagas ir prietaisus?

2012 m. liepos mėn. Šiaurės Kinijos elektros energetikos universitete įvyko trečiasis nacionalinis naujų energetinių medžiagų ir prietaisų kūrimo simpoziumas. Renginyje dalyvavo daugiau nei 70 žmonių, tarp jų daugiau nei 30 universitetų naujų energetinių medžiagų ir prietaisų vadovai, naujų energetikos įmonių ir pramonės asociacijų bei naujų energetikos leidybos padalinių atstovai. Ni Weidou, Tsinghua universiteto akademikas, kalba apie tobulėjimą ir talentų poreikį naujos energijos srityje. Jis atkreipė dėmesį, kad naujos energetikos plėtra turėtų vykti praktiškai, o kolegijos ir universitetai, besispecializuojantys naujoje energetikoje, turėtų remtis savo ypatumais, įveikti plėtros kliūtis ir prisidėti prie naujos energetikos kūrimo. Kinijos atsinaujinančios energijos asociacijos fotoelektros komiteto direktoriaus pavaduotojas, generalinis sekretorius Wu Dacheng posėdyje nurodė, kad naujos energetikos personalo mokymas turėtų sustiprinti pagrindinį universalių talentų išsilavinimą, pagrįstą mokytojų įvedimą, stiprinti mainus ir bendrą švietimą.

Naujų energetinių medžiagų ir prietaisų pagrindų pagrindas skirtinguose universitetuose yra labai skirtingas, todėl kursai taip pat turi savo ypatybes. Pavyzdžiui, Šiaurės Kinijos elektros energijos universitetas, jo mokymo programoje yra stiprus disciplinų ir sankryžų derinys. Profesorius Li Meichengas sakė, kad pagrindinė naujų energetinių medžiagų ir prietaisų dalis apima šiuos tris aspektus: fizinis ir cheminis mechanizmas yra pagrindas, medžiaga yra pagrindinis korpusas, o prietaisas yra medžiagos veikimas. Kolegijos ir universitetai turėtų derinti savo profesines ypatybes ir jas sudaryti organiškai, sudarydami pagrįstą mokymo programą.

Pagrindiniai kursai: (išsami informacija apie kiekvieną mokyklą)

Kietojo kūno fizika, fizikinė chemija, medžiagų chemija ir fizika, energija, elektrochemija, maitinimo technologija, puslaidininkių fizika ir prietaisai, energijos kaupimo medžiagos ir paruošimo technologija, medžiagų analizės ir bandymo metodai, energijos transformavimas ir taikymas, pažangios energijos taupymo technologijos principas ir technologija, saulės elementai, ličio jonų baterijos principas ir technologija, energijos sistemos integravimo dizainas, naujos paskaitų serijos energijos plėtros tendencijos pasaulyje ir kt.

Ir naujas energetikos mokslas bei inžinerija – esminis skirtumas

Abi specialybės priklauso inžinerijos kategorijai, tačiau naujos energetinės medžiagos ir prietaisai priklauso medžiagų kategorijai, o naujas energetikos mokslas ir inžinerija – energetikos galių kategorijai. Naujasis energetikos mokslas ir inžinerija yra orientuoti į naują energetikos pramonę, pasižyminčią stipriu tarpdisciplininiu ir dideliu profesiniu diapazonu. Drausmės pagrindas yra iš kelių mokslų ir inžinerijos ir yra glaudžiai susijęs su fizika, chemija, medžiagomis, mašinomis, elektronika, informacija, programine įranga, ekonomika ir daugeliu kitų krypčių. Atsižvelgdami į socialinius poreikius ir savo profesinį kaupimą, kolegijos ir universitetai susikūrė savo naujos energetikos mokslo ir inžinerijos krypties charakteristikas, mokymo tikslai, mokymo programos Nustatymai, pagrindinė kryptis ir pan.