Кои се новите енергетски материјали и уреди?

Таканаречената нова енергија се однесува на енергијата која не е искористена во големи размери и е во активно истражување и развој, што се разликува од конвенционалната енергија како јаглен, нафта, природен гас и голема и средна хидроенергија. На пример, сончевата енергија, енергијата на ветерот, модерната енергија од биомаса, геотермалната енергија, океанската енергија и водородната енергија се сите нови извори на енергија. Новите енергетски материјали се клучните материјали што се користат во процесот на реализација на трансформацијата и искористувањето на овие нови извори на енергија и развивање на нови енергетски технологии.

Во моментов, попроучени и релативно зрели нови енергетски материјали се главно материјали од соларни ќелии, материјали за енергетски батерии, материјали од горивни ќелии, енергетски материјали од биомаса, материјали за енергија од ветер, суперкондензатори, материјали за нуклеарна енергија итн.

Главниот дел на нови енергетски материјали и уреди е главен дел од истражувањето и развојот на клучните материјали и дизајнот на уредите и производството на конверзија и искористување на нова енергија. Оваа насока е една од првите групи на специјалност поврзани со националните стратешки новите индустрии додадени од Министерството за образование во 2010 година, и таа е една од најмладите специјалност во категоријата материјал на инженерството.

Професорот Ли Мајхенг рече дека конотацијата на главните нови енергетски материјали и уреди лежи во интеграцијата на нови енергетски материјали и уреди. Различни од традиционалните материјали, како што се легираните материјали, материјалите од новата енергија не се едноставни материјали, туку имаат структурни и функционални својства. На пример, основниот материјал на соларните панели не е едноставен силициум, туку да формира одредена структура (како што е PN спој), и може да постигне функција на фотоелектрична конверзија. Затоа, истражувањето на нови енергетски материјали и уреди не е само материјали или компоненти, туку и комбинирање на двете. Со други зборови, главните се фокусираат на тоа како да се пробијат линиите на дефекти помеѓу новите енергетски материјали и уреди.

Земете ги електричните автомобили, на пример, каде технологијата на батериите за напојување брзо се развива. На пример, негативната батерија на литиум титанат има предности за брзо полнење, долг животен век, висока безбедност, итн., недостаток е мала густина на енергија, висока цена, погодна за употреба во автобус. Меѓутоа, неодамна, јаглерод-негативната батерија за брзо полнење постигна брз напредок, а нејзината висока густина на енергија и ниската цена се очекува да ја заменат негативната батерија на литиум титанат. Без разлика каков вид на батерија, нејзините материјали и уреди се неразделни, а финалниот материјал мора да се направи во батерија. Се разбира, ова е само мал дел од истражувачкото поле на нови енергетски материјали и уреди.

Кои се истражувачките области на нови енергетски материјали и уреди?

Професорот Ли Меиченг рече дека сегашните активни области за истражување на нови енергетски материјали и уреди се:

Прво, процесот на конверзија на енергија. На пример, светлосната енергија до електричната енергија, светлосната енергија до топлината, светлосната енергија до хемиската енергија, енергијата на ветерот до електричната енергија, енергијата од биомаса до електричната енергија итн. На пример, соларните ќелии ја претвораат светлосната енергија во електрична енергија, а вештачката фотосинтеза ја претвора светлосната енергија во хемиска енергија.

Второ, зафаќање и складирање енергија. Во ноември 2016 година, премиерот Ли Кечијанг претседаваше со состанокот на Националната комисија за енергетика, на кој беше разгледан и одобрен 13-тиот петгодишен план за развој на енергијата. Ли предложи да се фокусира на развојот и искористувањето на обновливите извори на енергија, особено на новата енергија на мрежната технологија и складирањето енергија, пробивот на технологијата на микро мрежата, сеопфатната конструкција „Интернет +“ со мудрост енергија, подобрување на способноста за прилагодување на електроенергетскиот систем, зголемување на способноста дадена нова енергија , развијте напредна технологија со висока ефикасност и заштеда на енергија и конкуренција на енергија на заповедничките височини на науката и технологијата. Во 2016 година, Националната енергетска администрација ја одобри изградбата на националниот проект за демонстрација за складирање хемиска енергија од големи размери за прв пат на национално ниво, а исто така предложи специфични цели за иновација за технологијата за складирање енергија на ултракондензатори со голем капацитет. Технологијата за складирање енергија ќе биде една од клучните истражувачки области во следните пет години. Дополнително, површинскиот слој на работното коло на ветерната турбина (антикорозија и други својства), горивни ќелии, итн., се нови енергетски материјали и уреди за истражување полиња.

Сензори во интегрирани енергетски системи. Ова е уште една област каде што професорот Ли неодамна сфати дека новите енергетски материјали и уреди можат широко да се користат. Во позадината на континуираното продлабочување на реформата на електроенергетскиот систем, генералниот тренд беше трансформацијата на традиционалната електроенергетска мрежа и изградбата на интегрираниот енергетски систем, но сè уште недостигаат клучни јазли, или прекинувачи на комуницираат едни со други. Зголемената сложеност на енергијата поврзана со енергетскиот систем бара интелигентно распоредување. На сегашната мрежа, сепак, и недостасуваат „очи“ и „уши“ за брзо и прецизно распоредување на енергијата. Овие „очи“ и „уши“, сензори, се токму онаму каде што доаѓа професијата за нови енергетски материјали и уреди. Многу е веројатно дека употребата на нов енергетски материјал ќе доведе до голема иновација.

Што е со материјалите и уредите за нова енергија?

Во јули 2012 година, Универзитетот за електрична енергија на Северна Кина беше домаќин на третиот Национален симпозиум за изградба на нови енергетски материјали и уреди. На настанот учествуваа повеќе од 70 луѓе, вклучително и директори на нови енергетски материјали и уреди од повеќе од 30 универзитети, претставници на претпријатија за нова енергија и индустриски здруженија и нови енергетски издавачки единици. Ни Веиду, академик на Универзитетот Цингхуа, зборува за развојот и побарувачката за таленти во областа на новата енергија. Тој посочи дека развојот на новата енергетска индустрија треба да тргне по практичен пат, а факултетите и универзитетите специјализирани за нова енергија треба да се засноваат на сопствените карактеристики, да го надминат развојното тесно грло и да придонесат за изградба на нова енергија. Заменик-директорот на фотоволтаичниот комитет на кинеската асоцијација за обновливи извори на енергија, истакна на состанокот генералниот секретар Ву Даченг, обуката на персоналот за нова енергија треба да го зајакне основното образование на универзалните таленти, разумното воведување на наставниците, да ја зајакне размената и заедничкото образование.

Позадината на новите енергетски материјали и уреди на различни универзитети е многу различна, така што и курсевите имаат свои карактеристики. Земајќи го како пример Универзитетот за електрична енергија на Северна Кина, неговата наставна програма содржи силна комбинација на дисциплини и раскрсници. Професорот Ли Мајхенг рече дека главните нови енергетски материјали и уреди ги вклучуваат следните три аспекти: физичкиот и хемискиот механизам е основата, материјалот е главното тело, а уредот е изведбата на материјалот. Колеџите и универзитетите треба да ги комбинираат своите професионални карактеристики и да ги направат трите органски преку разумно поставување на наставната програма.

Главни курсеви: (сеопфатни информации за секое училиште)

Физика на цврста состојба, физичка хемија, хемија и физика на материјали, енергија, електрохемија, технологија за напојување, физика и уреди на полупроводници, материјали за складирање енергија и технологија за подготовка, методи за анализа и тестирање на материјали, трансформација и примена на енергија, принцип на напредна технологија за заштеда на енергија и технологија, соларни ќелии, принцип и технологија на литиум јонски батерии, дизајн на интеграција на енергетскиот систем, новиот тренд за развој на енергија во светот на сериите на предавања итн.

И новата енергетска наука и инженерство голема разлика

Двете специјалност припаѓаат на категоријата инженерство, но новите енергетски материјали и уреди припаѓаат на категоријата материјал, а науката и инженерството за нова енергија спаѓаат во категоријата енергетска моќност. Новата енергетска наука и инженерство е ориентирана кон новата енергетска индустрија, со силен интердисциплинарен и голем професионален распон. Основата на дисциплината доаѓа од повеќе науки и инженерство и е тесно поврзана со физика, хемија, материјали, машини, електроника, информации, софтвер, економија и многу други специјалност. Според социјалните потреби и сопствената професионална акумулација, колеџите и универзитетите поставија свои карактеристики на новите енергетски науки и инженерство, целите на обуката, поставките на наставната програма, главните насоки и така натаму се сосема различни.