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新能源材料与器件

发布时间:2024-01-28 00:34人气:

  新能源产业是国家的战略性新兴产业。中国已于2020年向世界承诺“碳达峰”和“碳中和”的双碳目标,这将对生产生活方式和生态环境产生深远的影响,也将带来大量的科技进步和就业机会。上海大学新能源材料与器件专业就是在此背景下通过整合优势师资和学科资源建立的新本科专业。

  新能源材料与器件专业坚持以国家战略和社会发展需求为导向,以培养高素质、强竞争力的工程专业技术人才为目标。在人才培养上注重基础知识,强调实践动手和创新能力。通过不断完善培养计划,持续改进实验和实践教学环节,积极与相关的企业和科研单位合作,培养具备牢固的专业知识体系和较强实践创新能力的工程专业技术人才。

  新能源是相对于常规能源而言的。常规能源是指石油、天然气、煤炭、水能等能源,开发利用的技术非常成熟,而且用量规模很大。新能源则是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,例如太阳能、风能、生物质能、核能、氢能、地热能等等。相比于常规能源,新能源的开发利用技术的成熟度较低,用量规模较小,相关的材料、器件、技术都在发展之中。

  新能源的特点可总结如下。一、新能源一般是清洁、可再生的,对环境的负面影响小,例如太阳能、风能在发电时不排放温室气体。这些特点与常规能源中的化石燃料形成鲜明对比。二、新能源普遍储量丰富,类型多样,例如人类只需利用到达地表的太阳能的几千分之一就足以支持全球的能耗了,而风能、生物质能、地热能等储量也非常可观。三、新能源的能量密度偏低,分布区域广,开采利用需要较大的空间,有利于通过分布式设备小规模分散利用。四、新能源普遍具有波动性、间歇性的特点,例如太阳能只有白天有,晚上就无法利用,因此需要储能技术实现持续供能。五、新能源技术进步很快,追求高效率、经济性,代表了未来的发展方向,正深刻改变人们的生产和生活方式。相比之下,常规能源技术比较成熟,效率提升的空间很小。

  研究对象是材料在能量转化与存储中的性质和性能与制备工艺和结构之间的关系,以及新能源器件的设计原理、工艺开发、性能测试及其在新能源系统中的应用。研究对象在基础科学深入和工程技术的不断迭代中持续更新。新能源材料体系非常多,例如用于光伏器件的单晶或多晶硅、化合物半导体材料,用于锂离子电池电极的氧化物和碳材料,用于燃料电池的金属催化剂等等。新能源器件的类型也很多,例如燃料电池根据电解质可分为5种类型,太阳能电池和锂离子电池也都经过了数次更新换代,而且在快速发展当中。

  新能源材料与器件专业坚持以国家战略和社会发展需求为导向,以培养高素质、强竞争力的工程专业技术人才为目标。在人才培养上注重基础知识,强调实践动手和创新能力。我专业将不断完善培养计划,持续改进实验和实践教学环节,积极与相关的企业和科研单位合作,培养具备牢固的专业知识体系和较强实践创新能力的工程专业技术人才。

  主要的专业课程有:太阳能电池技术基础,化学电源设计原理及制造,热电材料与器件,新型储能材料与器件,材料分析测试方法,材料分析测试方法实验,材料物理化学,应用电化学,量子力学与统计物理,固体物理,电工技术,新能源器件基础实验等。

  新能源行业正处于快速发展期,对人才的需求量巨大。根据国际能源署发布的《世界能源展望2021》,中国2030年之前清洁能源供应将新增约360万就业岗位。国内的新能源企业正在发展壮大,特别是新能源汽车、光伏和光热电站、风电等行业,在生产端、消费端和中间环节都有新的机遇。几乎所有的车企都在大力发展新能源汽车,国家和地方推进的新能源项目(例如海上三峡项目),氢能与燃料电池等等,这些都是当下和长远的就业方向。

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