古丽米娜的介绍

  可持续能源硕士课程是一个跨学科的课程，将为你在国际能源部门就业做好准备。该计划涉及可持续能源的所有关键方面，从最先进的技术到伦理和经济方面的考虑。

课程设置

1、能源和环境

2、能量转换系统

3、变废为能

4、集成系统设计项目

5、可再生能源

6、电力能源系统

7、环境生物技术

8、环境伦理和行为改变

9、气候变化影响

10、风力工程概论

11、核能反应堆

12、电力电子学

13、项目规划，评估和实施

14、可持续理论和原理

====== 实验室领导班子组成 ======

姓 名 性别 职　称 实验室任职 工作单位

骆仲泱 男 长江计划特聘教授、博导 主任 浙江大学

周俊虎 男 教授、博导 副主任 浙江大学

施正伦 男 研究员 副主任 浙江大学

程　军 男 副教授 外事秘书 浙江大学

刘建忠 男 教授、博导 科研秘书 浙江大学

周劲松 男 教授、博导 学术秘书 浙江大学

====== 第二届实验室学术委员会委员 ======

姓　名 性别 职　称 专业 工作单位

黄其励（主任委员） 男 院士、博导 动力工程 东北电力公司

倪明江（副主任委员） 男 常务副校长教授、博导 委员 浙江大学

岑可法 男 院士、博导 工程热物理 浙江大学

包信和 男 研究员、博导 物理化学 中国科学院大连化物所

陈勇 男 研究员、博导 热能工程 中国科学院广州能源所

樊建人 男 长江计划特聘教授、博导 工程热物理 浙江大学

郭烈锦 男 长江计划特聘教授、博导 动力工程 西安交通大学

郭庆祥 男 教授、博导 有机化学 中国科技大学

骆仲泱 男 长江计划特聘教授、博导 工程热物理 浙江大学

王洋 男 研究员、博导 煤炭化学 中科院山西煤炭化学研究所

姚强 男 长江计划特聘教授、博导 热能工程 清华大学

章明川 男 教授、博导 工程热物理 上海交通大学

郑楚光 男 教授、博导 动力工程 华中科技大学

====== 第二届实验室国际顾问委员会委员 ======

姓　名 性别 职称、职务 专业 工作单位

Ronald K. Hanson 男 美国工程院院士 燃烧学 Stanford University

Fransson, Torsten Henry 男 瑞典皇家工程院院士 能源动力 瑞典皇家工学院

Tomas Kaberger 男 瑞典皇家工程院院士、瑞典能源署署长 可再生能源 Lund University

Nickolas J. Themelis 男 美国工程院院士 废弃物能源 Columbia University

Lars Eric Marcus Aldén 男 瑞典皇家科学院、工程院院士 燃烧物理 Lund University

Dawid Y.S.Lou 男 教授、系主任 动力工程 美国Nebraska大学

Joachim Werther 男 教授、所长 多相流 Technical University Hamburg-Harburg

Robert E. Hall 男 空气废物管理处处长 污染物控制 美国环保署（EPA）

Alfons Georges Buekens 男 教授 污染物控制 Free University of Brussels

Benjamin Jurcik 男 Air Liquide R&D Scientific Director 化学工程 Air Liquide Laboratories

Choi Sangmin 男 教授、韩国燃烧学会主席 燃烧学 韩国高等工业科技大学(KAIST)

Gérard Grehan 男 教授、实验室主任 光学物理 法国应用科学院鲁昂分院

G. C. Dismukes 男 教授 氢能 美国普林斯顿大学

====== 第一届实验室学术委员会组成人员 ======

姓　名 性别 职　称 学术委员会任职 工作单位

岑可法 男 院士、博导 主任 浙江大学

黄其励 男 院士、博导 副主任 东北电力公司

郑楚光 男 教授、博导 委员 华中科技大学

陈昌和 男 教授、博导 委员 清华大学

陈勇 男 研究员、博导 委员 中国科学院

郭烈锦 男 长江计划特聘教授、博导 委员 西安交通大学

章明川 男 教授、博导 委员 上海交通大学

陈义良 男 教授、博导 委员 中国科技大学

李大冀 男 教授、博导 委员 东南大学

王洋 男 研究员、博导 委员 中科院山西煤化所

于遵宏 男 教授、博导 委员 华东理工大学

倪明江 男 常务副校长教授、博导 委员 浙江大学

骆仲泱 男 长江计划特聘教授、博导 委员 浙江大学

严建华 男 长江计划特聘教授、博导 委员 浙江大学

樊建人 男 长江计划特聘教授、博导 委员 浙江大学

====== 第一届实验室学术委员会顾问组成 ======

姓　名 性别 职　称 学术委员会任职 工作单位

P. Basu 男 教授、博导 顾问 加拿大新斯科舍工业大学

谷口博 男 教授、博导 顾问 日本北海道工业大学

向哲愚 男 博士 顾问 美国能源部

C.K.Lee 男 教授 顾问 加拿大国家煤与矿物资源研究所

Dawid Y.S.Lou 男 教授 顾问 美国机械工程师学会、Nebraska大学

J.R.Howard 男 教授 顾问 英国伯明翰大学

固定研究人员

岑可法院士 倪明江教授 骆仲泱教授 严建华教授 樊建人教授

高翔教授 池涌教授 周俊虎教授 施正伦研究员 周昊教授 方梦祥教授 周劲松教授 程乐鸣教授

王勤辉教授 陈光明教授 吴祖成教授 邱利民教授 金滔教授 刘建忠教授 蒋旭光教授 李晓东教授

马增益教授 赵虹教授 杨家林研究员 黄镇宇教授 王树荣教授 王飞教授 甘智华副教授 王勤副教授

余春江副教授 周志军副教授 程军副教授 金余其副教授 王智化副教授 邱坤赞副教授 翁善勇副教授

蒲兴国高工 谷月玲高工 郑航高工 金军高工 施正展工程师 陈玲红工程师 杨卫娟副教授 朱艳群助研

陈彤副研究员 陆胜勇副教授 罗坤副教授 黄群星副教授 成少安教授

大家都知道，我们国家很早就制定了关于环保、节约资源的律令，大力向中国人民宣传大量的环保知识，树立人民的环保意识。养成节约资源、保护环境的良好习惯。这是我们中国相信要想自己的国家能有长长久久的发展，就不能仅仅盲目地推动经济，更重要是合理有效地利用资源和保护环境、大自然。

中国的资源有效性——太阳能

世界上地球的资源分布极其不平均，有些国家并不用发展其他的产业，忽视生产力的发展，仅仅是凭借自己国家领土的资源开发就能够将国家的经济水平达到世界前列的位置。

可是有的国家自身的资源是很有限的，甚至是极度缺乏。这样极其不平衡的资源分配导致了有些国家发展受到了资源的强大阻碍，更是有的国家对于资源不切实际的使用，从而导致了资源的大量浪费。

如今的全球形式中，世界各国都将资源问题作为重点问题，因为全球的资源有限性，是不能再生产的。我们必须在开采资源的同时，保护资源、合理地利用资源，并且找可以自然循环利用的新型资源作为替代。如果一旦地球上的有限资源开采殆尽，那么我们人类也就到了最后的一天。

中国在面对这一急迫的形式上面，提前就对资源的合理性开采，有效性的利用采取的安排和计划。不断开发新能源，比如潮汐能、风能、太阳能等等可以循环利用的新型节能资源，将这些资源不断的替代那些有限的，不可利用的资源，这样利用节能型资源能很大程度上缓解全球资源有效性的紧张形势，更加有利于保护环境的实施。

现在的中国在北方更多是采用太阳能等新能源。太阳能资源是一种洁净的自然再生能源，取之不尽用之不竭，而且，太阳能的利用范围很广，提供的能源巨大有效，对环境也不会造成严重的自然污染。这些优秀的特点，表明太阳能是非常好的新型替代能源。

太阳能资源的利用更是有很多种类，主要是分为热利用和光利用。热利用更是包含：低温、中温、高温；光利用包括：太阳能电池、光化学制氢。

我们中国更加侧重的是利用太阳能发电，从太阳能热动力发电和热电转化电能这两方面进行，重点在热电直接转化电能。

步骤有以下三个方面，其配置蓄电装置，把多余的电能储存起来，以备不时之需；其二，在太阳能集热器与热机之间设置储热装置，直接有效的进行热能转化。其三，将太阳能发电系统和国家电网并联，将成功发电的电流传输到全国各地 。这些种种步骤结合在一起，基本上我们利用太阳能发电就形成了雏形。

太阳能在中国的发展

太阳能发电需要一个广阔无垠的场地，更是需要在大面积上铺设数量庞大的太阳能发电板，这些必备的条件在幅员辽阔，地大物博的中国等到了成功的实现。

在我们中国的西北一带，空旷的土地资源丰富，大多是属于平原地区，地势起伏不大，适合铺设大量的发电板；而且大部分地区是属于高原大陆性气候，光照充足，日照强烈，全年少雨。这些描述青海地区的气候特征，恰好满足太阳能发电的自然条件，所以我们国家将太阳能发电的场地设定在了西北草原一带。更加有效地利用太阳能的自然资源促进我们国家的资源更新。

等待一切都设备都安装成功后，原本是平静大草原的中国西北，瞬间成为能源生产基地，可是伴随而来的自然问题也就如雨后春笋纷纷冒出。

本就是草原的西北地区，在大量铺设发电板后，地面上的野草疯长一般，如果不加以处理，任由造成杂草丛生的场面，那么半人高的野草瞬间将接受能源的发电板吞没掩盖。

被草遮住的发电板无法接收储蓄到太阳能，那么后续的一切能源转化就没有了作用。所以我们只能将野草清理，大家都知道生命力最旺盛的便是这不起眼的杂草，根本没有办法彻底消灭干净，只能不断地清理。可是整个发电基地面积辽阔，要是人工清理这些顽固的野草是非常消耗资源的和没有效率的，要招募大量的人工，还要采购大量的除草工具等等问题，想要靠人力解决是不太可能的。

这个问题一直困惑着世界上发电基地，不仅仅是中国，更是全世界的太阳能发电基地都存在这个问题。花费了大量的人力资源和经济财力都无济于事，根本无法根除。但此时的中国采取了更直接、有效而且环保的方法——在发电场地发展畜牧业。

解决世界太阳能发电难题

中国利用同时发展畜牧业来解决野草疯长的难题，这仅仅是利用生物链的最基础的知识，并没有其他的什么化学、物理实验技巧。恰好只是很简单的生物知识就得以彻底解决问题。

中国在西北太阳能发电场地，放养了上千只羊，人工不主动投喂饲料食物，让羊群自己寻觅野草作为觅食对象。就这样大规模的羊群每日需要大量的野草作为食物补给，从而制止了大量野草的疯长以阻碍发电板的效率，又更加不会对太阳能设备造成损害，等待成千的羊被养的成熟后，出售贩卖，又是资源的合理利用。在保证了太阳能发电的效率同时带动了畜牧业的发展，如此一举两得的办法，实在令人拍案叫绝。

中国解决了太阳能发电的世界难题后，其他国家纷纷表示赞同和模仿，更有英国的教授专家，说中国太可怕了，也太聪明了，竟然用成百上千只羊这么简简单单地解决了这一大难题。

虽然历史上中国曾落后于其他国家，但是如今的中国已经成为了大国，综合实力不断增强，国家的能力也不断的提高。在世界的舞台上也渐渐有了一席之地，随着时间的推移，中国的智慧和实力也逐渐被世界认可，就如同这次放羊解决太阳能发电的问题，就是一个很好的例子。

相信中国不断地增强，与那些发达国家的差距也是会越来越小的。

焊接技术与工程专业是湘潭大学复校时首次批准的15个专业之一，79年招收首届焊接本科专业学生，2012年承办第十七次全国焊接学术会议，到2013年为止，是湖南省省唯一开设本科层次焊接专业教育的高校，曾是湖南省重点建设专业，2014年恢复本科生招生。

就业方向有：焊接机器人及自动化、新型耐磨焊接材料、焊接结构设计与应力分析、焊接工艺及其优化、失效分析和表面改性技术等。

我校30余年的焊接专业办学过程中就业率长期保持在100%，毕业生中每年约有30%考上985和211及部分焊接知名高校的研究生。到目前为止，本专业已为社会培养各类人才约1400人，其中博士2名，硕士87名，为我省及周边地区的工业发展和经济建设做出了重要的贡献，尤其是优质校友资源特别丰富，“湖南及周边省份的焊接企业，从厂长到技术骨干，60%以上毕业于湘潭大学”，如中钢集团衡阳重机有限公司党委书记、执行董事、总经理79级张耀明、原中国石化集团长岭炼油化工有限责任公司总经理、现中国石化催化剂分公司总经理83级谈文芳、湖南凯天环保科技股份有限公司董事长84级叶明强、株洲天一焊接切割有限公司董事长、湖南省焊接学会秘书长84级黄立新和深圳市汉津科技发展有限公司董事长兼总经理，广东省焊接协会理事，深圳市焊接协会秘书长86级李昕等。

建设有专门的焊接实验室，建设有焊接电源实验室、焊接结构实验室、气体保护焊实验室、埋弧自动焊实验室、金属焊接性实验室、电阻焊实验室、表面技术实验室等。有美国ACTIVMEDIA公司生产的Pionner 3－ATCAE智能机器人小车；奥地利Fronius公司的TPS4000高性能全数字化焊接电源和其他不同型号的交流、直流焊机、气体保护焊机、埋弧焊机合计20 多台套；药芯焊丝成型机；自行研制开发的旋转电弧传感器自动跟踪系统 4 套以及目前流行的嵌入式系统开发所需要的各种平台如 DSP（Digital system Processor）、EDA、MSP430、虚拟仪器、编程器等设备。

联合株洲天一焊接切割有限公司共建焊接自动化装备湖南省工程研究中心，主要开展智能焊接设备、焊接机器人、信息智能处理以及制造业信息化等方面的研究。此外，与兄弟单位共同拥有复杂轨迹加工工艺及装备教育部工程研究中心、材料设计与制备技术湖南省重点实验室、智能制造湖南省普通高等学校重点实验室和工程材料实验室。建立了上海锅炉厂有限公司（湖南省优秀实习基地）、株洲天一焊接切割有限公司、湖南超宇科技有限公司、湘潭大唐焊接材料有限公司、湘潭电机集团等5个校外实践教学基地、1个校内实习基地。

教学成果

在机器人焊接及自动化方向长期从事焊接设备及自动化等方面的教学、研究与开发工作，在晶体管弧焊逆变焊机、TD系列逆变氩弧焊机、焊缝自动跟踪控制、焊接自动化和智能化等方面的研究已跨入国际先进行列，居国内领先地位。近年来，在中科院院士、湘潭大学名誉校长、清华大学潘际銮教授的指导下，采用多项关键技术系统研究了电弧传感器智能焊缝跟踪技术和移动式弧焊机器人系统，其成果通过了湖南省科技厅鉴定。并与湘潭市恒信电气有限公司合作，共同完成“电弧传感器智能焊缝跟踪技术”的产业化工作。目前已成功联合研制出自由移动式自动跟踪焊接小车和双机头焊接机械手两种专机产品，参加了第九届北京·埃森焊接与切割展览会，填补了我国新一代、高性能焊接系统研究的一项空白。完成了湖南益阳江南橡塑机械制造有限公司的“滚筒内壁耐磨堆焊专用机器人”项目，参加了株洲430车辆厂自动焊接生产线的投标工作。优化了旋转电弧传感器智能焊缝跟踪系统，分别送往中国南车集团株洲电力机车厂、株洲车辆厂、三一重工、中联重科、湖南凌天科技有限公司、株洲九方装备有限公司等单位试用。在焊接结构设计与应力分析、失效分析方向，结合省内的几家机械装备制造明星企业，如江麓集团、中联重科、湘潭大唐、中冶京诚和湘潭电机股份有限公司等，合作进行焊接材料的开发、整机的设计和应力分析、零部件的失效分析等相关研究，取得了一些列优良的横向合作效果。 该专业是湘潭大学设立最早的专业之一，实力雄厚，是学校的骨干专业和特色专业、是省级重点专业。本科教育达到国内省部共建和地方性大学同类专业的先进水平。2012与西班牙莱昂大学合作举办该专业本科教育项目，并纳入国家普通高等教育统一招生计划。

该专业是以复杂轨迹加工工艺及装备教育部工程研究中心、智能制造湖南省高等学校重点实验室为依托的机械工程学科）。1997年获“机械设计及理论”硕士学位授权，2003年获“机械制造及自动化”和“机械电子工程”硕士学位授权，2005年获“机械工程”一级学科硕士学位授权，是湖南省首批一级硕士授权学科，承担国家级科研课题4项，省部以上科研课题15项，发明专利5项，实用新型专利20项，获省科技进步二等奖1项，三等奖1项，出版教材、著作7部，发表研究论文200余篇，有省级精品课程1门（机械设计）和校级精品课程1门（现代工程图学），专业所在学科2006年被批准为学校“十一五”重点学科, 2011年被批准为湖南省“十二五”重点学科。

械设计制造及其自动化专业在长期的教学科研实践中，形成了具有一定特色的稳定专业方向，包括：数字化设计与制造、机械创新与优化设计、制造工艺及装备和机电液传动与智能控制等专业方向。 工业设计系于2002年成立，综合机械设计制造及自动化、建筑设施智能技术、平面媒体设计等专业的优秀师资，依托教育部重点实验室(智能计算与信息处理教育部重点实验室、复杂轨迹加工工艺及装备教育部工程研究中心)和中央与地方共建实验室(数字化设计与制造实验室、数码艺术实验中心)等先进实验设施，将艺术与技术完美结合，充分发挥综合性大学的优势，实现了快速发展。学生设计作品在国内外设计大赛中多次获奖，毕业生深受企事业单位好评。2011年与广东凯乐斯光电科技有限公司成立湘潭大学&MOD工业设计研究中心。 2012年获批湖南省机械智能产品工业设计中心，2013年开始培养工业设计硕士研究生。经历了10年的发展，现开设造型设计、交互设计两个专业方向。

该专业是一个新兴的、综合性的应用型专业，是工业化时代的创新设计，是技术、艺术与文化转化为生产力的核心环节，是现代服务业的重要组成部分；其主体是产品设计，其灵魂在于创新。随着工业加工能力的深入和系统控制能力的提高，工业设计的理念已从产品性能的研发、外观设计，一直延伸到市场推广的全过程，包括了平面设计、形象设计、环境设计、展示设计、数码及界面设计、设计管理，甚至传统手工艺设计等众多的相关行业。

培养具有坚实工业设计基础理论、基本知识与应用能力，具有国际化视野和社会责任感、创造性思维和团队合作精神，能在企业、专业设计机构和科研院所从事工业产品创新设计、人机交互设计、传播设计等领域的开发、研究、策划、教育的复合型高级人才。 该专业下设焊接和模具2个专业方向。焊接专业方向是湘潭大学1974年复校时首次批准的15个专业之一，是湖南省唯一的焊接本科专业，一直是学校的特色专业和重点建设专业。模具专业方向是应现代工业发展，在前锻压专业基础上组建的，湘潭大学是湖南省最早开设该专业的本科学校。模具作为机械加工业中重要的工艺装备，应用十分广泛，该专业方向招生及就业形势很好，在国内产生了较大的影响。

该专业依托材料科学与工程学科，现有材料加工工程、材料学两个博士学位授权点以及材料领域工程硕士学位授权点。1997年获得材料加工工程硕士学位授权，2003年获得材料学硕士学位授权，2005年获材料学博士学位授权和材料科学与工程一级学科硕士学位授予权，2007年获批材料科学与工程博士后流动站，2010年获材料科学与工程一级学科博士学位授予权。为材料成型及控制工程专业培养综合性、创新型人才构建了良好的学科平台。在教学教改、科研研究和服务育人等方面取得了可喜的成绩。 本专业是1974年湘潭大学复校时首次批准的15个专业之一，是湖南省特色专业，已为社会输送了2500多名本科毕业生。本专业以动力工程及工程热物理、机械工程、化学工程等学科为依托，主要培养过程装备设计、制造和过程节能环保技术方面高级专门人才。

专业学习内容横跨机械工程、计算机技术、过程控制、过程工艺、工程热物理等学科，主要学习过程工艺原理及相关的基础理论、电子技术、计算机应用技术、微机原理及其控制技术、CAD/CAE技术、过程控制技术及各类通用性过程装备的理论、设计、制造及管理等相关课程。受到工程设计、测控技能和工程科学研究的基本训练，掌握对过程单元设备及成套装备的优化设计、创新改造、过程控制和新型过程装置技术开发研究的基本能力。 该专业原为热能与动力工程，2012年教育部新版高校本科专业目录中调整热能与动力工程为能源与动力工程。该专业以能源动力为工程背景，以热流体科学为基础，兼顾装备制造和过程控制，注重能源转换及利用相关理论的学习，着力提高热力设备与热力系统的能源利用效率，具有从事节能、电力、动力、制冷与新能源开发利用等领域设备设计与开发、运行与应用管理的基本能力。

能源动力工业是国民经济与国防建设的重要基础和支柱型产业，涉及多个领域的高新技术，在国民经济建设与社会发展中起着极其重要的作用。根据国民经济发展的需要，热能与动力工程本科专业（包括热能工程及自动化、制冷与低温工程专业方向）以能源与动力工业为工程背景，以现代控制技术为手段，以热科学、机械与自动控制理论为专业基础，以提高学生的科学文化素质和创新能力为主旨，将热工理论与机械设计制造知识有机结合起来，是跨热能与动力工程、机械工程与控制工程学科领域的宽口径应用型专业。 1，湘潭大学+西班牙莱昂大学合办机械设计制造及其自动化专业（专业代码080301H），学制4年（2+2）

2，湘潭大学+英国坎布里亚大学　专业方向：可再生能源工程　硕士学历教育　1年

3，湘潭大学+中央兰开夏大学　专业方向：可再生能源工程　硕士学历教育　1年

撰文 / 马晓蕾

编辑 / 刘宝华

设计 / 师瑜超

来源 / Fttimes

作者 / Henry Sanderson

锂离子电池已经广泛应用于电动 汽车 ，但并没有局限于此。

随着特斯拉储能产品Megapack的问世，人类赖以生存的电力也越来越依靠锂离子电池，为不堪重负的电网减压。

然而，澳大利亚的一场起火事故让人们对锂离子电池更不放心了。

当地时间7月30日，澳大利亚吉朗市附近的“维多利亚大电池”项目中，一个重达13吨的特斯拉巨型锂离子电池Megapack在测试时起火。

当时每个巨型电池都被分别放置于集装箱内，一个电池包起火后，火势迅速蔓延至相邻的电池包。起火地点距离澳大利亚第二大城市墨尔本仅有约一个小时的车程。

更糟糕的是，当消防员赶到后却发现传统的灭火技术根本无法在短时间内将其扑灭，与之奋战了四天之后，火势才得以控制。

“维多利亚大电池”是澳大利亚最大的电池储能项目，共使用了210个特斯拉Megapack，能够为电网储存450兆瓦时的能量。

该项目由法国可再生能源开发商Neoen公司持有并负责运营，原计划在2021年夏季需求高峰期来临之前投入使用。Neoen说，火灾造成的具体影响还不明确，只有彻底安全后才会恢复测试。

电力部门越来越依赖大型锂离子电池来储存风能、太阳能等可再生资源。尤其是在澳大利亚和美国的加州。根据咨询公司Wood Mackenzie的数据，2020年的能源储存量上升了62%，到2030年将增长27倍。

然而，纽卡斯尔大学教授保罗·克里斯坦森（Paul Christensen）表示，自2018年以来，总共发生了38起大型锂离子电池起火事故。

2020年9月，丹麦可再生能源公司Orsted在利物浦的一个巨型锂离子电池在深夜起火。

2019年在亚利桑那州，电网级别的锂电池起火，将一名消防员从集装箱门口甩出20多米，导致他脑部受伤，肋骨骨折。根据事后发布的报告，那场火灾是由一个锂离子电芯短路引起的。

引起锂离子电池起火的罪魁祸首是一个叫“热失控”的过程：当电池充电过度或遭受挤压时会产生热量以及混合气体，这些气体在释放时形成蒸汽云，进而燃烧或爆炸。

“由于锂离子电池起火事故中会释放出气体，我们还没有找到特别好的办法处理电动 汽车 起火或储能电站起火。”克里斯坦森说。

他说：“锂离子电池对地球的去碳化至关重要，但它们在应用过程中呈现出的相关风险与危险，远远超过了我们对它们的实际了解。”

他说，越来越多的家庭也安装了锂离子电池板，用来储存太阳能，或在极端天气电网供电中断时作为备用电力。锂离子电池起火的风险又增加了。

澳大利亚维多利亚州消防队说，消防员在灭火时戴上了呼吸机，穿上了防毒服，还部署了无人机。

英国国家消防局替代燃料和能源系统主管官员马特·戴德曼（Matt Deadman）说，锂离子电池火灾的燃烧时间比一般火灾长得多，水只能放慢火势蔓延，并不能彻底灭火。

“水只能冷却了电池，把火焰熄灭后，锂离子电池在分解时还是会释放出氧气，再次起火，我们只能最大程度地为它们降温。”他说。

“目前，最好的办法就是用水，但是这不能彻底解决问题。”戴德曼说。

特斯拉7月份表示，该公司储能和发电业务的收入在第二季度增加了一倍多，达到8.01亿美元，包含Megapack电池的销售。

特斯拉首席执行官埃隆·马斯克（Elon Musk）表示，磷酸铁锂电池使用铁和磷酸盐取代镍和钴，是比锂离子技术的更安全的替代技术，更适合该公司的巨型电池产品。

伯明翰大学的研究员加文·哈珀（Gavin Harper）说，“新事物不可以被扼杀，因为我们必须迅速脱碳。但与此同时，在大规模部署新技术时，我们需要采取预防措施，这才是最重要的。”

而且博士来自明尼苏达州的大学的程度,

明尼亚波尼斯州, 在 1999,2002 年, 和 2005, 分别地。

在 1999期间, 他与 Postech 、 Pohang, 南方

韩国。 在 2004-2005期间, 他在一个传尔布莱特法案基金上

在科学的挪威人大学的奖学金

而且技术、特伦汗,挪威。 他现在是

在奥勒冈州的一个能源系统的助理教授

州立大学,Corvallis。他的现在研究兴趣

包括控制，力量电子学, 和电的

驾驶, 明确地, 数传控制技术应用的

对可重新开始的能源系统。

NedMohan(S'68-M'73-SM'91-F'96) 被一般承认的那

B.Tech。 (荣誉) 在电机工程中的程度

从技术的印第安人学会， Kharagpur,

印度, 在 1967 年, theM.S。 在电机工程中的程度

从新布兰斯维克的大学，圣约翰,

加拿大, 在 1969 年, 和在核子中的第二个 M.S. 程度

工程学和博士程度在电的

来自大学 ofWisconsin ，麦迪逊的工程学,

在 1972 和 1973 年, 分别地。

他是奥斯卡 A. 沙特力量电子学的教授

在明尼苏达州,明尼亚波尼斯州的大学,

在他有自从 1976 以后教的地方。 他有很多的专利权和出版

在那领域力量电子学, 电的驾驶, 和力量制度。 他是

五本教科书的作家。

Mohan 博士是那接受者那卓著的教学奖赏呈现

被技术的学会,明尼苏达州的大学

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第一作者及通讯作者：李伟（陕西 科技 大学（西安））

共同通讯作者：王传义（陕西 科技 大学（西安））

通讯单位：陕西 科技 大学

论文DOI:10.1016/j.apcatb.2021.121000

研究亮点

1. 通过简单可控的方法将单原子Pd成功修饰在了CdS NPs表面。

2. 单原子Pd与CdS NPs表面的S原子形成强配位作用，通过协同金属-半导体配位相互作用促进了光诱导载流子自体相向表面的迁移，抑制了CdS光腐蚀现象，提高了光诱导电子利用效率。

3. 单原子Pd修饰CdS NPs后降低了催化水分解产氢能垒，显著增强了其全分解水产氢活性。

研究背景

随着双碳目标的提出，国家对氢能源的发展做出了重要指导，有效推进氢能源的发展。传统产氢手段能耗高，且伴随有二次污染。由于太阳光能来源广泛、使用方便、绿色可持续性等优点，将太阳能转变为方便使用的高附加值化学能无疑是新能源开发的有效途径，具有潜在应用价值。日光诱导全分解水产氢是一种开发氢能源的潜在技术，然而较低的效率阻碍了该项技术的大规模应用推广。因此，开发高效稳定的全分解水产氢催化剂具有理论与实际研究意义。

硫化镉（CdS）是一种低功函且具有优异可见光响应的过渡金属硫化物，在光催化和电催化领域有着广泛的应用。被用于光催化材料时，长时间光诱导容易导致其结构发生严重光腐蚀，极大地影响其光催化性能。如何在提高CdS基光催化剂催化活性的同时，有效抑制其光腐蚀影响，增强其结构稳定性，是需要研究者不断 探索 和解决的关键科学问题。

拟解决的关键问题

本课题通过一步简单诱导还原策略，将单原子Pd修饰在CdNPs表面，实现了协同的金属-半导体配位相互作用，抑制了载流子复合，提高了催化剂量子产率。更为重要的是，高度缓解了CdS光腐蚀影响，赋予其以长时间光电流稳定性，一定程度上解决了光腐蚀导致其催化剂结构不稳定的科学问题。

成果简介

针对CdS光催化剂在光诱导下光腐蚀严重影响其催化性能的科学问题， 陕西 科技 大学（西安）李伟副教授及王传义教授 等人通过一步简单光诱导还原手段将单原子Pd修饰在六方相CdS NPs表面，制备出一种CdS-Pd纳米光催化剂。由于CdS主体催化剂与单原子Pd活性位点间协同的半导体-金属配位相互作用，其光响应性及界面电荷传导特性均显著增强，有效抑制了其光腐蚀，增强了催化剂结构稳定性。同时，CdS-Pd催化剂表面全分解水产氢过程能垒相较于纯CdS NPs明显降低，从而在模拟日光诱导下达到了纯CdS纳米催化剂110倍的全分解水产氢活性，且表现出良好的耐光性能。

要点1：CdS-Pd复合光催化剂合成

通过简单的一步诱导还原法将单原子Pd修饰在六方相CdSNPs表面，优化并制备出一种CdS-Pd纳米光催化剂。

图1.CdS-Pd复合光催化剂的合成示意图及结构表征。

要点2：CdS-Pd复合光催化剂结构、组成及形貌表征

通过XRD、Raman、XPS、XAFS和ac-STEM等表征研究发现：贵金属Pd是以单原子状态均匀分布在CdS 纳米催化剂表面，且单原子Pd与CdS 纳米催化剂表面的S原子形成了S-Pd配位作用，这有利于促进光诱导载流子的传导。

图2.CdS-Pd复合光催化剂的形貌、晶型及组成分析。

要点3：CdS-Pd复合催化剂模拟日光诱导产氢活性及稳定性

当反应体系pH = 10时，优化后的CdS-Pd纳米催化剂在模拟太阳光诱导下全分解水析氢速率为947.93 μmol·g -1 ·h -1 ，是纯CdS的110倍。如果进一步加入牺牲剂，其半分解水析氢速率可达到7335.83 μmol·g -1 ·h -1 。在λ = 420 nm的光波诱导下，其全分解水和半分解水的表观量子产率分别为4.47%和33.92%。即使在室外日光辐照下，也可以清晰地观察到大量气泡的产生。以上研究表明单原子Pd修饰后的纳米催化剂模拟日光诱导产氢活性显著提高。另外，通过评价该改性催化剂进行模拟日光诱导催化产氢的持久性及再生性，证明Pd单原子修饰后的CdS纳米催化剂具有稳定的光诱导催化活性和良好的结构稳定性。

图3.CdS-Pd复合光催化剂的催化产氢性能、持久性和重复使用性。

要点4：CdS-Pd复合光催化剂的协同作用增强光-电化学性能及机理分析

通过光-电化学各项表分析可知：Pd单原子修饰后的CdS纳米催化剂表现出良好的电子-空穴对分离特性，且由于协同的半导体（CdS）-金属（Pd）配位相互作用加快了载流子自体相向表面的迁移，有效抑制了CdS的光腐蚀，延长了光生载流子寿命，从而在长时间光诱导下呈现高密度且稳定的光电流信号。

图4. CdS-Pd复合光催化剂的光-电化学性能表征及机理分析。

要点5：CdS-Pd复合光催化剂的DFT计算及催化机制分析

通过DFT计算分析可知：CdS-Pd纳米催化剂表面全分解水产氢能垒相较于纯CdS NPs明显降低，且支撑了S-Pd配位键形成的可能性。最终证明氢气生成的主要活性位点为催化剂表面的S位点，而表面单原子Pd则促进了水分子的分解。综上所述，在模拟日光诱导下，CdS基体生成大量光诱导载流子，并快速迁移至表面。H 2 O分子首先在催化剂表面Pd位点处被分解为氢质子中间体和OH-离子，氢质子进一步在S位点处获得电子被还原成氢气，而OH - 离子则在CdS表面被光生空穴氧化为O 2 分子。由于该催化剂协同的金属-半导体作用机制，O 2 分子与部分光诱导电子作用被快速转化为超氧自由基（O 2 +e -O 2•- ），所以该催化剂更适合于在模拟日光诱导下催化水分解产氢应用。

图5. CdS-Pd复合光催化剂的DFT计算及全分解水机制

小结与展望

综上所述，针对纯CdS半导体光诱导过程中光腐蚀影响导致其结构稳定性较差的科学问题，本研究通过一步简单光诱导还原手段将单原子Pd修饰在六方相CdS NPs表面，制备出一种CdS-Pd纳米光催化剂。由于CdS主体催化剂与单原子Pd活性位点间协同配位作用，其光响应性及界面电荷传导特性均显著增强，光诱导电子-空穴对复合抑制效果明显。同时，单原子Pd修饰后的纳米催化剂明显降低了全分解水产氢过程的能垒，从而在模拟日光诱导下达到纯CdS纳米催化剂近110倍的全分解水产氢活性，并表现出优良的催化活性与结构稳定性。本研究对于通过简单有效的制备方法合成稳定且高效的全分解水产氢CdS基光催化剂具有理论与实际研究意义。

参考文献

W. Li, X. Chu, F. Wang, Y. Dang, X. Liu, T. Ma, J. Li, C. Wang, Pd single-atom decorated CdS nanocatalyst for highly efficient overall watersplitting under simulated solar light. Appl. Catal. B-Environ . 2021, DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.121000.

作者介绍

李伟 ，陕西 科技 大学 化学与化工学院，副教授。从事光催化剂结构设计及合成、光催化污水处理、太阳能光伏氢能源生产相关研究。目前已发表国际SCI论文30余篇，总被引频次1000余次。部分研究被《Appl. Catal. B-Environ.》、《J. Mater. Chem. A》、《Environ. Sci.-Nano》、《ACS Sustainable Chem.Eng.》、《Chem. Eng. J.》、《ChemCatChem》、《Electrochim. Acta》等期刊报导。

王传义 ，陕西 科技 大学特聘教授。德国洪堡学者、英国皇家化学会会士、国家外专局高端外国专家创新团队负责人、德国洪堡基金会联合研究小组中方负责人、陕西 科技 大学特聘教授、武汉大学兼职教授、博士生导师。应邀担任中国可再生能源学会光化学专业委员会委员、中国感光学会光催化专业委员会委员及中国环境科学学会特聘理事、国家 科技 奖励和国家重点研发计划项目会评专家及国家基金委等机构项目评审专家。从事光催化技术在环境与能源领域的应用研究。

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