第一章 新能源材料导论

《第一章 新能源材料导论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、新能源材料胡国荣教授中南大学冶金科学与工程学院第一章绪论一，课程背景二，课程内容三，新能源概述3.1能源现状及问题3.2绿色技术3.3新能源概念3.4新能源材料3.5新能源器件3.6新能源材料与器件的发展新能源材料是国家战略性新兴产业，战略性新兴产业是新兴技术和新兴产业的深度融合，既代表着科学技术创新的方向，也代表着产业发展的方向，已经成为推动产业结构升级和引领社会进步的根本动力。新能源是世界经济发展中最具决定性影响的五大领域之一（信息、生物、新材料、新能源、空间技术）。一.课程背景新能源材料能源危机材料发展环境污染资源紧缺战略新兴产业：新能源、新材料、新能源汽车

2、一.课程背景新能源技术促进和谐发展推动低碳经济一课程背景——可持续发展的要求能源和材料是人类社会赖以生存和发展的最重要物质基础。随着人类发展和社会工业化进程的推进，与人类休戚相关的石油、天然气和煤等传统能源日益减少，随之而来的环境污染日益严重，威胁着人类的可持续发展。人类社会要实现可持续发展战略，保护自然环境与资源，必须发展新材料和新能源技术。能源的转化与储存在充分利用地球资源，实现人类可持续发展、推动低碳经济方面起着重要的作用。前言低碳生活发展清洁可再生能源实现清洁能源的高效利用风能太阳能动力型超级电容器锂动力电池组一.课程背景—面临任务研发环境友好、清洁高效的

3、新能源材料与器件成为能源领域的主旋律。能潜水30分钟的手机比亚迪F6新能源器件发明:D.M.Chapin,C.S.Fuller,G.L.Pearson，1954,BellLab；发展：从硅片到薄膜；从单个组件到系统；从屋顶到光伏建筑集成新能源器件二.课程教学内容本课程集中讲述当今主流新能源材料与器件的发展概况，内容涉及各类新能源材料的基本原理、基本结构和性能等，重点介绍锂离子二次电池、太阳能电池、燃料电池、超级电容器等器件及关键材料的应用和发展前景。参考书目：《新能源材料》陈军编著《新能源材料》艾德生编著《新能源技术》翟秀静编著《新能源材料及应用》张淑谦三、新能源

4、概述3.1能源1.基本概念能量形式:机械能(风能、水能等)、电磁能、热能、化学能、原子能、光能。能源:自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。关于能源的定义，说法较多。《科学技术百科全书》：“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”；《大英百科全书》：“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”；《日本大百科全书》：“在各种生产活动中，我们利用热能、机械能、光能、电能等来作功，可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体，称为能源”；我国《能源百科全书》：“能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、

5、动力等任一形式能量的载能体资源。”可见，能源是一种呈多种形式的，且可以相互转换的能量的源泉。2.能源种类：按形成方式可分为：一次能源，即可供直接利用的能源，如煤、石油、天然气、风能、太阳能等；二次能源，即由一次能源直接或间接转换而来的能源，如电、蒸汽、煤气、氢等，它们使用方便，易于利用，是高品质的能源。按循环方式可分为：可再生能源，即不会随它本身的转化或人类的利用而越来越少，如风能、生物质能、太阳能、氢能等；非再生能源，它随人类的利用而越来越少，如石油、煤、天然气、核燃料等。按环境保护的要求可分：清洁能源（绿色能源，如太阳能、氢能、风能、化学能源等）和非清洁能源（

6、如，化石燃料）按对被利用的程度分：常规能源，被广泛利用的能源如煤、石油、水力、电能；新能源，如太阳能、氢能、地热能、生物质能等，另外还有核能。三、新能源能源利用与开发太阳能化石能源风能水能核能地热能化学能源3.能源现状与问题人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。非再生能源:石油、天然气、煤炭和裂变核燃料约占能源总消费量的85%左右（全世界为90%）再生能源:水力、太阳能、风能等只占15%左右。2050年争取达到50%。各种能源的消费比例图:左图为我

7、国能源结构；右图为世界能源分布图再生能源分布:太阳能占99%以上,风能、地热能、生物质能等不到1%人类使用的能源归根到底要依靠太阳能，太阳能是人类永恒发展的能源保证。非水可再生能源（风能、太阳能、地热能、潮汐能、波浪能、以及生物能）的发电量会从2007年的2.5%增长至2030年的8.6%。无穷大约45年约15约61年约30约230年约81约71年约50我国各种能源探明储量（以储采比表示）与世界比较摘自“光伏技术和产业发展战略国际研讨会：机遇与挑战”论文集2004年4月8日，北京P8050100150200250300太阳能石油天然气煤铀世界中国能源问题—矿物能源

8、面临枯竭能