새로운 에너지 재료 및 장치는 무엇입니까?

이른바 신에너지는 석탄, 석유, 천연가스, 중소형 수력 등 기존의 에너지와 달리 대규모로 활용되지 않고 연구개발이 활발히 진행되고 있는 에너지를 말한다. 예를 들어, 태양 에너지, 풍력 에너지, 현대 바이오매스 에너지, 지열 에너지, 해양 에너지 및 수소 에너지는 모두 새로운 에너지원입니다. 에너지신소재는 이러한 신에너지원의 변환과 활용을 실현하고 에너지신기술을 개발하는 과정에서 사용되는 핵심소재입니다.

현재 더 많이 연구되고 상대적으로 성숙한 신 에너지 재료는 주로 태양 전지 재료, 전력 배터리 재료, 연료 전지 재료, 바이오 매스 에너지 재료, 풍력 에너지 재료, 슈퍼 커패시터, 원자력 재료 등입니다.

신에너지 신소재 및 소자전공은 핵심소재의 연구개발 및 신에너지 변환 및 활용의 소자 설계 및 제조를 전공한다. 본 전공은 교육부가 2010년 신설한 국가전략신흥산업 관련 전공 중 첫 번째로 공학분야 소재분야에서 가장 최근에 신설된 전공이다.

Li Meicheng 교수는 새로운 에너지 재료 및 장치의 주요 의미는 새로운 에너지 재료 및 장치의 통합에 있다고 말했습니다. 신에너지 재료는 합금 재료와 같은 기존 재료와 달리 단순한 재료가 아니라 구조적, 기능적 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어, 태양 전지판의 핵심 재료는 단순한 실리콘이 아니라 특정 구조(예: PN 접합)를 형성하고 광전 변환 기능을 달성할 수 있습니다. 따라서 신에너지 소재 및 소자에 대한 연구는 재료나 부품뿐만 아니라 이 둘을 결합하는 것입니다. 즉, 전공은 에너지신소재와 소자의 단층선을 어떻게 돌파할 것인가에 초점을 맞춘다.

전력 배터리 기술이 빠르게 발전하고 있는 전기 자동차를 예로 들어 보겠습니다. 예를 들어, 리튬 티타네이트 음극 배터리는 빠른 충전 성능, 긴 수명, 높은 안전성 등의 장점이 있지만 단점은 낮은 에너지 밀도, 높은 가격, 버스 사용에 적합합니다. 그러나 최근 탄소음극 급속충전전지가 비약적인 발전을 이루었으며 높은 에너지 밀도와 저비용이 티탄산리튬 음극전지를 대체할 것으로 기대된다. 어떤 종류의 배터리라도 그 재료와 장치는 떼려야 뗄 수 없는 관계로 최종 재료가 배터리로 만들어져야 합니다. 물론 이는 신에너지 신소재 및 소자 연구 분야의 극히 일부에 불과하다.

에너지 신소재 및 소자의 연구 분야는 무엇입니까?

Li Meicheng 교수는 새로운 에너지 재료 및 장치 전공의 현재 활발한 연구 분야는 다음과 같다고 말했습니다.

첫째, 에너지 전환 과정입니다. 예를 들어, 빛 에너지는 전기, 빛 에너지는 열, 빛 에너지는 화학 에너지, 풍력 에너지는 전기, 바이오매스 에너지는 전기 등입니다. 예를 들어, 태양 전지는 빛 에너지를 전기로 변환하고 인공 광합성은 빛 에너지를 화학 에너지로 변환합니다.

둘째, 에너지 포집 및 저장입니다. 2016년 11월 리커창(李克强) 총리는 국가에너지위원회(National Energy Commission) 회의를 주재하고 제13차 에너지 개발 5개년 계획을 심의하고 승인했다. Li는 재생 에너지 개발 및 활용, 특히 그리드 기술 및 에너지 저장에 대한 새로운 에너지, 마이크로 네트워크 기술 혁신, 종합 건설 "인터넷 +" 지혜 에너지, 전력 시스템 조정 능력 향상, 주어진 능력을 향상시키는 새로운 에너지에 중점을 둘 것을 제안했습니다. , 첨단 고효율 및 에너지 절약 기술 및 에너지 경쟁을 개발하여 과학 기술의 높이를 지휘합니다. 2016년에 국가 에너지청은 전국적으로 처음으로 국가 대규모 화학 에너지 저장 실증 프로젝트의 건설을 승인하고 대용량 울트라 커패시터의 에너지 저장 기술에 대한 구체적인 혁신 목표를 제시했습니다. 에너지 저장 기술은 향후 5년 동안 핵심 연구 분야 중 하나가 될 것입니다. 또한 풍력발전기 임펠러 표면코팅(내식성 및 기타 물성), 연료전지 등은 에너지 신소재 및 소자 연구 분야입니다.

통합 에너지 시스템의 센서. 이것은 최근 Li 교수가 새로운 에너지 재료 및 장치가 널리 사용될 수 있음을 깨달은 또 다른 영역입니다. 전력계통 개혁이 지속적으로 심화되는 배경하에서 전통적 전력망의 변혁과 통합에너지계통의 건설이 일반적인 경향이었으나 여전히 핵심 노드가 부족하거나 서로 의사 소통합니다. 에너지 시스템에 연결된 에너지의 복잡성이 증가함에 따라 지능형 배치가 필요합니다. 그러나 현재 그리드에는 에너지를 빠르고 정확하게 배치하는 "눈"과 "귀"가 없습니다. 이러한 "눈"과 "귀", 센서는 바로 새로운 에너지 재료 및 장치 직업이 등장하는 곳입니다. 새로운 에너지 재료의 사용은 큰 혁신으로 이어질 가능성이 높습니다.

신에너지 재료 및 장치는 어떻습니까?

2012년 7월, 화북전력대학은 신에너지 재료 및 장치 건설에 관한 제3차 전국 심포지엄을 개최했습니다. 이번 행사에는 30여 개 대학의 신에너지 신소재 및 소자 교장, 신에너지 기업 및 산업협회 대표, 신에너지 출판부 등 70여 명이 참석했다. 칭화대학교 학자인 Ni Weidou는 신에너지 분야의 발전과 인재 수요에 대해 이야기합니다. 경애하는 최고령도자동지께서는 에너지신산업의 발전은 실천적 길을 걸어가야 하며 신에너지 전문대학과 전문대학은 각자의 특성에 입각하여 발전의 병목현상을 극복하고 신에너지 건설에 이바지해야 한다고 말씀하시였다. 중국 재생 에너지 협회 태양광 위원회 부국장, 사무총장 Wu Dacheng은 회의에서 새로운 에너지 인력 교육이 보편적 인재의 기본 교육, 교사의 합리적인 도입, 교류 및 공동 교육을 강화해야 한다고 지적했습니다.

대학마다 신에너지 신소재 및 소자를 전공하는 배경이 매우 다르기 때문에 코스도 나름의 특성을 가지고 있습니다. North China Electric Power University를 예로 들면 교과 과정은 학문과 교차의 강력한 조합을 특징으로 합니다. Li Meicheng 교수는 신 에너지 재료 및 장치의 전공은 다음 세 가지 측면을 포함한다고 말했습니다. 물리적 및 화학적 메커니즘은 기본이고 재료는 본체이며 장치는 재료의 성능입니다. 대학은 각자의 전문적 특성을 결합하고 합리적인 커리큘럼 설정을 통해 3가지를 유기적으로 만들어야 합니다.

주요 교과목 :(각 학교의 종합정보)

고체 물리학, 물리 화학, 재료 화학 및 물리학, 에너지, 전기 화학, 전원 공급 기술, 반도체 물리학 및 장치, 에너지 저장 재료 및 준비 기술, 재료 분석 및 테스트 방법, 에너지 변환 및 응용, 고급 에너지 절약 기술 원리 및 기술, 태양 전지, 리튬 이온 배터리 원리 및 기술, 에너지 시스템 통합 설계, 강의 시리즈의 세계 신에너지 개발 동향 등.

그리고 새로운 에너지 과학 및 공학의 주요 차이점

두 전공 모두 공학계열에 속하지만 에너지신소재·소자계는 재료계열, 에너지신공학은 에너지발전계열에 속한다. 새로운 에너지 과학 및 공학은 강력한 학제 간 및 넓은 전문 범위를 가진 새로운 에너지 산업을 지향합니다. 학문 기반은 여러 과학 및 공학에서 비롯되며 물리학, 화학, 재료, 기계, 전자, 정보, 소프트웨어, 경제 및 기타 여러 전공과 밀접하게 관련되어 있습니다. 대학은 사회적 요구와 자체의 전문적 축적에 따라 에너지 신공학 전공의 특성, 교육 목표, 교육 과정 설정, 전공 방향 등을 상당히 다르게 설정했습니다.