《新能源材料物理基础》主要知识点.doc

《《新能源材料物理基础》主要知识点.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、《新能源材料物理基础》知识要点绪论知识要点1)能源的概念能源亦称能量资源或能源资源，是指可产生各种能量（如热量、电能、光能和机械能等）或可作功的物质的统称，是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源2)能源的重要意义能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。人的衣食住行都离不开各种形式的能源。能源与人类社会的生存与发展休戚相关3)按照来源，能源可以分为哪三类？来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）地球本身蕴藏的能量。如原子核能、地热能等。地球和其他天体相互作用而产生的能量。如潮汐能4)按照基本形态，能源可以分为哪两类？有一次能源和二次能源5

2、)按照使用性质，能源可以分为哪两类？有燃料型能源（煤炭、石油、天然气、泥炭、木材）和非燃料型能源（水能、风能、地热能、海洋能）。6)新能源概念又称非常规能源，是指传统能源（煤炭、石油、天然气、水能、木材等）之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源。7)新能源的特点1）资源丰富，可再生，可供人类永续利用；2）能量密度低，开发利用需要较大空间；3）不含碳或含碳量很少，对环境影响小；4）分布广，有利于小规模分散利用；5）间断式供应，波动性大，对继续供能不利；6）目前除水电外，可再生能源的开发利用成本较化石能源高。1)新能源有哪些主要类型？大中型水电；新可再生能

3、源，包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能；传统生物质能。2)新能源材料的概念与主要类型新能源材料，就是为利用这些非常规的能源，所制造的新兴材料。能源技术材料、能量转换与储能材料和节能材料等。快离子导体与燃料电池知识要点1.材料的导电载流子主要有哪些？电子，电子空穴；离子，离子空位2.材料按照其导电性大小，可以分为4种类型；导电性与温度的关系超导体导体半导体绝缘体1.快离子导体的概念，快离子导体的其他名称所谓快离子导体，是指固体状态下，具有某种选择性的高离子电导率（si>10-4Sm-1），离子活化能Ea较低（低于0.5eV），其si值与熔盐或强电解质相当，与此同

4、时，其电子电导率很低（se<10-11sm-1）的材料。固体电解质（SolidElectrolyte）或超离子导体2.快离子导体的特点及主要应用（举例）。化学电源•电化学传感器•反应器•金属提纯•材料热力学数据的测量•电致变色•电积分器全固态、特异性（固体电化学反应器）、离子运动具有较大弛豫性（忆阻器）3.快离子导体中载流子迁移有哪两种类型（空位，填隙）？空位迁移和填隙离子迁移4.Arrhenius方程，根据不同温度的电导率数据，如何计算活化能？σ=σ0exp⁡(-EakBT)画出lnσ——1T曲线取斜率5.经典离子扩散跃迁理论（要求掌握快离子导电电导率温度关系的推导及应用）设离

5、子电量q，电场x方向E，晶格常数a则离子沿电场正反方向移动的几率分别为P±=γ0e±12aqE-EakBT则离子沿电场方向的平均漂移速度为v=aγ0(e12aqE-EakBT-e-12aqE-EakBT)外电场不是很强有aqE<

6、离子迁移数1.如何测量快离子导体的电导率？交流阻抗谱法2.钠硫电池概念，电解质电极，充放电过程中电极反应的电化学方程；钠硫电池的应用一种新型的高能密度电池。电解质为固体β-氧化铝，负极金属钠，正极硫钠硫电池应用：削峰填谷，应急电源，风力发电，储能电站，电动汽车3.常用的氧离子导体有哪些？具有怎样的晶体结构？氧化锆，氧化铈，氧化铋——立方萤石结构镓酸镧——钙钛矿结构4.稀土（例如Y）、碱土（例如Ca）掺杂氧化锆（氧化铈）产生氧空位的缺陷化学方程式5.掺杂量与离子电导率的关系低浓度时掺杂增加氧空位电导率增加，高浓度掺杂形成缔合缺陷，电导率降低。1.固体氧化物燃料电池（SOFC）的基本

7、结构及主要材料氧化物多晶陶瓷，电解质为氧化物离子导体。2.固体氧化物燃料电池的工作原理，电极与电池的电化学反应方程3.固体氧化物燃料电池的主要特点高效率，可热电联供无腐蚀、无漏液、低噪音低成本原料来源广泛燃料要求低、环境友好设计种类多样高温带来的问题4.离子-电子混合导体概念是介于离子导体和电子导体之间的一类固体材料，它同时传导离子和电子（自由电子和（或）电子空穴）载流子。5.SOFC阴极材料、阳极材料阴极：LSM/YSZ复合材料阳极：Ni-YSZ/GDC/SDC金属陶瓷阳极1.