新能源材料有哪些?
新能源材料有裂变反应堆材料、聚变堆材料、超导材料、储氢材料、纳米材料等。
新能源新材料是在环保理念推出之后引发的对不可再生资源节约利用的一种新的科技理念,新能源新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异的性能。新能源材料有裂变反应堆材料、聚变堆材料、超导材料、储氢材料、纳米材料等。
裂变反应堆材料和聚变堆材料:
裂变反应堆材料:如铀、钚等核燃料、反应堆结构材料、慢化剂、冷却剂及控制棒材料等。聚变堆材料:包括热核聚变燃料、第一壁材料、氚增值剂、结构材料等。
超导材料:
有些材料当温度下降至某一临界温度时,其电阻完全消失,这种现象称为超导电性,具有这种现象的材料称为超导材料。超导体的另外一个特征是:当电阻消失时,磁感应线将不能通过超导体,这种现象称为抗磁性。
储氢材料:
目前的储氢材料多为金属化合物。如LaNi5H、Ti1.2Mn1.6H3等。氢是无污染、高效的理想能源,氢的利用关键是氢的储存与运输。
氢对一般材料会产生腐蚀,造成氢脆及其渗漏,在运输中也易爆炸。储氢材料的储氢方式是能与氢结合形成氢化物,当需要时加热放氢,放完后又可以继续充氢的材料。
纳米材料:
纳米材料是纳米科技领域中最富活力、研究内涵十分丰富的科学分支。用纳米来命名材料是20世纪80年代,纳米材料是指由纳米颗粒构成的固体材料,其中纳米颗粒的尺寸最多不超过100纳米。
纳米材料的制备与合成技术是当前主要的研究方向,虽然在样品的合成上取得了一些进展,但至今仍不能制备出大量的块状样品,因此研究纳米材料的制备对其应用起着至关重要的作用。
以上参考:百度百科——新能源材料
能源材料主要有太阳能电池材料、储氢材料、固体氧化物电池材料等。
太阳能电池材料是新能源材料,IBM公司研制的多层复合太阳能电池,转换率高达40%。
氢是无污染、高效的理想能源,氢的利用关键是氢的储存与运输,美国能源部在全部氢能研究经费中,大约有50%用于储氢技术。氢对一般材料会产生腐蚀,造成氢脆及其渗漏,在运输中也易爆炸,储氢材料的储氢方式是能与氢结合形成氢化物,当需要时加热放氢,放完后又可以继续充氢的材料。目前的储氢材料多为金属化合物。如LaNi5H、Ti1.2Mn1.6H3等。
新能源新材料特点:性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异的性能。
一般有:
超导材料、太阳能电池材料、储氢材料、固体氧化物电池材料智能材料、磁性材料、纳米材料。
未来的几种新能源新材料
波能:即海洋波浪能。这是一种取之不尽,用之不竭的无污染可再生能源。据推测,地球上海洋波浪蕴藏的电能高达9×104TW。近年来,在各国的新能源开发计划中,波能的利用已占有一席之地。尽管波能发电成本较高,需要进一步完善,但目前的进展已表明了这种新能源潜在的商业价值。日本的一座海洋波能发电厂已运行8年,电厂的发电成本虽高于其它发电方式,但对于边远岛屿来说,可节省电力传输等投资费用。目前,美、英、印度等国家已建成几十座波能发电站,且均运行良好。
可燃冰:这是一种甲烷与水结合在一起的固体化合物,它的外型与冰相似,故称“可燃冰”。可燃冰在低温高压下呈稳定状态,冰融化所释放的可燃气体相当于原来固体化合物体积的100倍。据测算,可燃冰的蕴藏量比地球上的煤、石油和天然气的总和还多。
煤层气:煤在形成过程中由于温度及压力增加,在产生变质作用的同时也释放出可燃性气体。从泥炭到褐煤,每吨煤产生68m3气;从泥炭到肥煤,每吨煤产生130m3气;从泥炭到无烟煤每吨煤产生400m3气。科学家估计,地球上煤层气可达2000Tm3。
微生物发酵:世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等,利用微生物发酵,可制成酒精,酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等特点,用其稀释汽油可得到“乙醇汽油”,而且制作酒精的原料丰富,成本低廉。据报道,巴西已改装“乙醇汽油”或酒精为燃料的汽车达几十万辆,减轻了大气污染。此外,利用微生物可制取氢气,以开辟能源的新途径。
第四代核能源:当今,世界科学家已研制出利用正反物质的核聚变,来制造出无任何污染的新型核能源。正反物质的原子在相遇的瞬间,灰飞烟灭,此时,会产生高当量的冲击波以及光辐射能。这种强大的光辐射能可转化为热能,如果能够控制正反物质的核反应强度,来作为人类的新型能源,那将是人类能源史上的一场伟大的能源革命。
新能源新材料特点:性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异的性能。
一般有:
超导材料
太阳能电池材料、储氢材料、固体氧化物电池材料
智能材料
磁性材料
建议到百科看看:
http://baike.baidu.com/view/5190544.htm
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在人类的历史长河中,新材料不断创造着人类新的生活。如果我们用新材料的涌现以及从新材料及其技术对推动人类社会发展的作用来描述人类的历史,那么,自古至今,人类已经经历了它的旧石器时代、新石器时代、青铜时代、铁器时代、钢铁时代、高分子材料时代、复合材料时代等等,现代人类更是进入到了一个以高性能材料为代表的多种材料并存的时代。可以说,新材料的使用不仅仅使生产力获得极大的解放,从而极大地推动了人类社会的进步,而且在人类文明进程中具有里程碑的意义。
那么何为“新材料”?显然,它包含着这样两个层面的含义:一是对传统材料的再开发,使其在性能上获得重大突破的材料;二是采用新工艺和新技术合成,开发出具有各种新的和特殊功能的材料。由此可以看出,新材料与新工艺、新技术有着密切的关系。
一方面,新工艺与新技术的使用不断地扩展了人类的技术手段,从而使人类更加充分地开发传统材料中的各种新的性能或功能。更重要的是,通过新的合成工艺与技术,使人类获得种类更多、性能更佳的材料,如纳米材料、多相材料。另一方面,诸多具有特殊性能材料的涌现,推动了高新技术的快速发展。这一点,在现代社会表现得尤为突出。可以说,新材料已经成为高新技术的基础与先导。
在现代社会,新材料以及新材料中的高新技术正在为人类展开一个新世界的画卷。人类使用各种材料创造新的生活,建构新的世界。新的材料也正在为人类文明提供新的行为理念,建立起人类扩展自身生存与发展空间的信心。它的现代发展使一种材料从单一功能向多种功能发展,而且它使得人类超越自然界,实现了根据材料来设计产品,根据产品的需要,通过新的组成、结构和工艺设计来实现其所需功能的概念,也就是说,它的功能耍求正在向着迎合人类在各个领域的需要而发展。由此,可以说,它已经成为人类从“自然王国”走向“自由王国”的动力源泉。
20世纪60年代以来,随着材料工程技术的迅猛发展,材料已经不仅在种类上得到拓展,而且在包括光、声、电、磁、力、超导、高塑以及超强、超硬、耐高温等机能与性能上获得极大的扩展与深度发掘。此类新材料的出现,推进了高技术产品的智能化与微型化,从而极大地影响着人类的现代生活、社会结构与文化价值。
与材料及材料技术相比较,能源对于人类生活的影响具有某些共同的特点。自古以来,人类就生活在一个能源的世界里。大自然所提供的诸如太阳、雷电、水与火等能源曾毫不吝惜地为人类创造了生存的环境,成为人类生存的前提条件。而钻木取火技术则表明了人类开始具有了掌握和控制能源的能力,从而也开启了人类文明的进程。人类传颂着关于火的美丽故事,它显示着人类掌握、控制和利用大自然的信心。
依靠着这种信心,人类开始走上征服自然和改造自然的征程。人类通过水利工程扩展水力资源的使用空间与能力,使其造福于人类;通过对各种石化燃料的开发与利用,开创人类新的生活,推进人类的生产能力和社会进步;通过对电能的开发与利用,推进了人类社会的现代化进程。20世纪60年代以来,随着人类对其生存环境的认识不断深入和能源开发技术的发展,人类更是将能源的开发利用的概念转向那些清洁燃料与可再生能源。开发利用清洁的和可再生的能源成为21世纪许多国家的能源战略。
与新材料的开发利用相同,新能源的开发利用与新工艺、新技术的发展水平同样具有相互不可或缺的关系。一方面,新工艺与新技术不断丰富和增强着人类开发利用新能源的技术手段与能力,它不仅为人类获得更加丰富的能源,而且为人类实现可持续发展的“绿色”生活理念提供了可能的机会。另一方面,新能源的开发利用,无疑将为工业技术的可持续发展提供有力的支持,从而成为社会发展与人类文明的推动力量。
从某种意义上来说,人类正生活在一个材料与能源构建的世界里。新材料与新能源以及新材料与新能源中的高新技术的发展,正在极大地丰富着人类的物质与精神生活。在这个世界中,新材料与新能源的价值体现,显然不仅仅是诸多新的产品的涌现,更重要的是,它们广泛渗透于人类的生活,影响着人类的生存质量;它们奠定了工业经济与技术的物质基础,成为一个国家经济实力的标志;它们影响着世界的政治格局,成为保障国家安全、减少社会风险的重要因素;它们推进人类对于自然的新认识,拓展人类的生存能力与发展空间,打造人类对于这个世界新的概念与价值观念。正是在这个意义上,我们可以说,材料与能源是人类文明的奠基石。
新能源专业是开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,是采用新技术和新材料而获得的,新能源的利用过程往往是可循环的,对环境没有污染或者污染很小。
如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等在各个行业中的应用技术。
太阳能主要就是光热和光伏,以光伏为主,其发电的基本原理是“光生伏特效应”。
生物质能主要是利用生物转化技术和热化学转换技术,将生物质转换成燃料物质。
例如:麦杆、稻壳、木屑、树枝、树皮等农林废弃物都可以成为生物质发电的主要材料,转化为各种清洁的能源,如沼气、燃料乙醇等。
1、新能源科学与工程
新能源科学与工程主要研究新能源的种类、特点、应用和未来发展趋势以及相关的工程技术等,包含风能、太阳能、生物质能、核电能等。
新能源科学与工程属于能源动力类,新能源材料与器件专业属于材料类。
2、新能源材料与器件
新能源材料与器件专业的内涵就在于新能源材料与器件的一体化。
电动汽车做例子,动力电池技术的发展可谓日新月异。比如,钛酸锂负极电池具有快充性能、长寿命、高安全性等优点,缺点是能量密度低、价格高,适用于公交车使用。近来碳负极的快充电池进步很快,其能量密度高、成本低,有望替代钛酸锂负极电池。
3、新能源汽车工程
新能源汽车工程专业以机械工程、电气工程和车辆工程为主干学科,培养能在新能源汽车工程领域从事设计制造、零部件开发、生产、实验、运用过程知识和能力储备的高层次应用型人才。