新能源应用有(新能源材料应用技术是干什么的?)

中亿财经网 gengxing 2023-06-23 05:10:04

1. 新能源材料应用技术是干什么的?

新能源材料应用技术专业培养适应国家新能源战略需求,掌握新能源材料与工程领域的基本理论和知识,具有新能源材料与器件的设计、制造与应用能力,并有较强实践能力和良好发展潜力的复合型高级专门人才。m83中亿财经网财经门户

毕业生可在化学能源、太阳能及储能材料等新能源材料领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺设计等方面工作,也可以在通讯、汽车、医疗领域从事新能源材料和器件的开发、生产和管理工作。m83中亿财经网财经门户

2. 新能源技术的应用特点是?

清洁无污染,可循环利用是大部分新能源都具有的特点,因此,新能源的研究方向是今后人类能源利用的方向。新能源有许多,常见的有风能,太阳能,潮汐能,生物质能,核能等。m83中亿财经网财经门户

大部分的新能源由于采集和输出不够稳定,都不能直接利用,他们大多都属于一次能源,因此,需要通过特定的能源转换设备,将一次能源转换为二次能源,大部分都是转换为电能进行储存和利用。m83中亿财经网财经门户

3. 应用化学新能源方向怎么样?

方向很大多。该专业毕业生适宜到石油化工、环保、商品检验、卫生防疫、海关、医药、精细化工厂等生产、技术、行政部门和厂矿企业从事应用研究、科技开发、生产技术和管理工作;也适宜到科研部门和学校从事科学研究和教学工作,电动汽车、光电照明显示、高端装备制造等企业事业单位的技术和行政管理部门从事应用研究、产品研发、工艺与器件设计、生产技术和管理岗位工作,或在相关科研院所、高校从事科研和教学工作。m83中亿财经网财经门户

4. 硅在新能源用途?

硅在新能源领域主要用于光伏、新能源汽车、风电及核电等领域,其中光伏领域需求增长最快:光伏:太阳能电池片长期暴露在高低温、强紫外线、风雨等自然条件下容易造成永久性破坏。有机硅材料具有良好的密封性、电绝缘性、耐候性等特点,因此在太阳能电池组件封装生产中广泛应用。m83中亿财经网财经门户

5. 计算机在新能源方面的例子是啥?

一直以来,人类都依赖着化石燃料驱动文明。然而,在化石燃料储量日益减少、气候变暖日益加剧的今天,科学家们一直希望开发出一种新型燃料的生产技术:太阳能燃料。m83中亿财经网财经门户

所谓的太阳能燃料,其实是一个脑洞大到类似于“水变油”的想法:利用太阳能,将传统燃料燃烧后的“废物”——水或二氧化碳——重新转换成燃料。想法虽然十分美好,但这一过程十分艰难复杂,科学家们到现在都还没有找到合适的解决方案。不过,最近的一项研究将很有可能将改变这一现状。m83中亿财经网财经门户

长久以来,已知可以用于生产太阳能燃料的催化剂只有 16 种。来自美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)和加州理工学院的研究人员利用超级计算机采用了全新的方法,在两年内便新发现了 12 种催化剂,大大推进了太阳能燃料的研究进程。m83中亿财经网财经门户

3 月 6 日,此项重要研究成果发表在美国国家科学院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS)上。m83中亿财经网财经门户

在阳光的照射下,名为“光阳极”的催化剂材料将水分子中的氢和氧进行分离,生成氢气和氧气(图中气泡)。这一重大研究突破将可能助推太阳能燃料的大规模生产。m83中亿财经网财经门户

那么问题来了,我们已经拥有相当高效的太阳能电池了,可以直接把太阳能转化为电力。为什么科学家们还在研究把太阳能转化为燃料的技术呢?答案是:纵使太阳能电池的效率再高,人类也离不开燃料。m83中亿财经网财经门户

自1776年,英国人瓦特改良的蒸汽机发出第一声轰鸣开始,人类就再也无法摆脱燃料。不论是火箭、飞船,还是车辆、潜艇,亦或是工业生产、炒菜做饭,人类生活的方方面面都与燃料息息相关。两百多年来,我们这个地质学意义上几乎是一个瞬间的时间里,把地球几十亿年的化石储备燃烧掉,首先转化成热,然后再变成机械能、电能,当然了,还有造成温室效应的二氧化碳。m83中亿财经网财经门户

可以这么说,现代人类社会的几乎全部动力都基于下面这个简单的化学反应:m83中亿财经网财经门户

碳氢化合物 / 氢气 + 氧气 水 + 二氧化碳m83中亿财经网财经门户

然而,就算地球上的燃料暂时还不会耗尽,化石燃料燃料带来的气候变暖已经火烧眉毛。根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的报告称,如果人类想要让地球摆脱生态崩溃、海平面上升、粮食短缺甚至陷入战乱的梦魇,必须把温度上升限制在2度以内——或者说,还能再排约1亿吨二氧化碳。如果人类按照现有情况继续排放,只需要20到30年就可以“达成”这个危险的目标。m83中亿财经网财经门户

化石燃料已不能再如此大规模使用,却并不是所有地方都能用电力替代。在特斯拉等公司的大力推动下,电力汽车似乎离彻底取代化石燃料汽车只剩一步之遥。然而,锂电池的能量密度——单位重量能源载体所能释放的能量——却小得可怜,这使得电力汽车的里程十分受限。m83中亿财经网财经门户

举例而言,一台两顿重的电动汽车顶多可以行使约300公里。你无法想象,一架飞机背着满满一机腹的电池起飞,也不可能让一艘轮船带着比货物重得多的电池远航。m83中亿财经网财经门户

各种能源载体能量密度对比:锂离子电池的能量密度过低,以至于只能用在少数领域。可不要小看你的小肚腩,脂肪是极佳的能量载体。一个伟岸的将军肚里所蕴含的能量,很可能胜过一台充满电的特斯拉汽车。m83中亿财经网财经门户

因此,几十年来,科学家们都致力这样一件事:将燃料燃烧的反应逆转——利用取之不尽、用之不竭的太阳能,把水和二氧化碳重新变回燃料:m83中亿财经网财经门户

水+二氧化碳碳氢化合物 氢气+氧气m83中亿财经网财经门户

在太阳的帮助下,让燃烧的产物摇身一变,变成生产燃料的原料,重新用于工业、交通、发电、采暖等诸多领域。如果该技术最终得以实现,将对人类的清洁能源未来有着重大的意义:我们终于可以摆脱化石燃料,实现零碳循环。m83中亿财经网财经门户

整个过程却十分困难。实现太阳能燃料的合成,需要依赖高效的催化剂。可是,这种催化剂十分稀少——过去40年间,科学家们只发现了 16 种,而且还是研究别的问题的时候误打误撞发现的。这16种材料的表现也并不尽如人意。m83中亿财经网财经门户

但是,来自美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室和加州理工学院的研究人员只用了 2 年时间,便新增了12种可以用作光阳极的材料。他们是怎么做到的呢?答案是:超级计算机进行理论计算 + 高通量实验法大量筛选。m83中亿财经网财经门户

密度泛函理论(DFT)被广泛应用于计算多电子体系的电子结构。本研究进一步改进了这一算法,用以精确、高效地计算金属氧化物的能带。m83中亿财经网财经门户

首先,科学家们建立了一个涵盖多达 60,000 种金属氧化物材料的数据库;其次,科学家改良了一种叫做“密度泛函理论(Density Functional Theory, DFT)”的研究多电子体系电子结构的量子力学计算方法,在保留了其高效的同时,提高了计算半导体禁带宽度的精度。m83中亿财经网财经门户