【教學大綱】新能源材料

《新能源材料》課程教學大綱課程名稱：新能源材料課程類別：選修課適用專業(yè)：材料化學考核方式：考查總學時、學分：32學時2學分其中實驗學時：0學時一、課程教學目的新能源材料則是指實現新能源的存儲、轉化和利用以及發(fā)展新能源技術中所要用到的關鍵材料。屬于當前國內外研究開發(fā)熱點。本課程設置為材料化學專業(yè)方向選修課程。屬于化學、物理、材料和能源等多學科交叉研究領域。主要介紹當前國內國際幾大熱門能源材料及最新前沿進展。通過本課程的學習，使學生基本掌握幾大熱門能源材料的理論知識和應用基礎，進一步加強學科交叉，拓寬材料領域知識。同時逐步培養(yǎng)學生獨立思考和解決生活和生產實踐中存在問題的能力，并通過教學過程中適當融入本學科的最新成果及發(fā)展趨勢，為培養(yǎng)高素質材料化學領域高層次人才打下堅實的基礎。二、課程教學要求1、掌握能源材料的基本概念、分類和特點，理解新能源材料的基礎理論。2、熟悉各類常用的能源材料及其特點，了解各類能源材料的制備工藝、工作原理和研究動態(tài)。3、重點學習鎳氫電池材料、鋰離子電池材料、燃料電池材料和太陽能電池材料四類能源儲存和轉化材料的特點。三、先修課程材料物理化學、無機化學、有機化學、電化學四、課程教學重、難點課程重點：各類新能源材料的結構、工作原理和研究進展。課程難點：工作原理及結構與性能的關系五、課程教學方法與教學手段授課方式：課堂講授為主。采用討論式、啟發(fā)式教學法，開展創(chuàng)造性教學，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。授課手段：多媒體課件，課外輔導，討論等；六、課程教學內容第一章緒論（1學時）1．教學內容（1）綠色能源（2）新能源與新能源材料（3）新能源材料前景展望2．重、難點提示(1)教學重點是能源的劃分方式與種類；新能源主要種類及儲量、分布；各種新能源所需核心材料及關鍵技術；(2)教學難點是如何區(qū)分綠色能源和新能源以及一次能源和二次能源；第二章氫能與儲氫材料（4學時）1．教學內容氫能的利用與開發(fā)氫的制造技術氫的儲存和輸運儲氫材料的分類及發(fā)展現狀高效納米儲氫材料2．重、難點提示(1)教學重點是掌握各種儲氫材料的結構、制備方法、工作特性和基本原理；(2)教學難點是儲氫的原理和提高儲氫能力的技術；第三章 鋰離子二次電池材料（6學時）1．教學內容正極材料負極材料電解質材料隔膜鋰離子二次電池與納米技術2．重、難點提示(1)教學重點是掌握鋰離子電池的基本結構和充放電原理，了解鋰離子電池的負極、正極、電解質、隔膜等材料的類型、性能要求和制備方法；(2)教學難點是鋰離子二次電池的工作原理及各種材料的制備方法；第四章 鎳氫二次電池材料（6學時）1．教學內容（1）高密度球形Ni(OH)2正極材料（2）儲氫合金負極材料概述（3）新型高能儲氫負極合金（4）鎳氫電池材料的再生利用（5）鎳氫二次電池與納米技術2．重、難點提示(1)教學重點是掌握鎳氫二次電池的基本結構和工作原理，儲氫合金負極材料的類型、技術要求和制備方法，鎳正極材料的類型、技術要求和制備方法；(2)教學難點是儲氫合金負極工作原理和提高能量密度的途徑；第五章 燃料電池材料（6學時）1．教學內容（1）燃料電池現狀與未來（2）質子交換膜燃料電池（3）熔融碳酸鹽燃料電池（4）堿性燃料電池（5）固體氧化物燃料電池（6）直接甲醇重整燃料電池（7）燃料電池與納米技術2．重、難點提示(1)教學重點是掌握各種燃料電池工作原理、基本類型、結構與特點，以及燃料電池材料的基本性能及其對燃料電池性能的影響；(2)教學難點是固體氧化物和直接甲醇重整燃料電池的工作原理和技術特點；第六章 太陽能及太陽能電池材料（6學時）1．教學內容（1）太陽能及太陽能電池簡介（2）晶體硅太陽能電池材料（3）多晶薄膜太陽電池材料（4）氧化鈦及氧化鋅染料敏化太陽能電池（5）新型太陽能轉換材料的開發(fā)2．重、難點提示(1)教學重點是掌握各種太陽能電池的基本結構和工作原理，掌握太陽能電池材料的主要種類、制備流程和工藝技術特點；(2)教學難點是太陽能轉換機制和新型太陽能轉換材料的技術發(fā)展特點；第七章 核能材料（3學時）1．教學內容（1）概述（2）改進型水冷堆材料（3）先進的核燃料的氚增殖材料2．重、難點提示(1)教學重點是掌握主要的幾種核能材料工作原理和技術特點；(2)教學難點是核能材料工作機制和研究進展；七、學時分配章目教學內容教學環(huán)節(jié)理論教學學時實驗教學學時一緒論10二氫能和儲氫材料40三鋰離子二次電池材料60四鎳氫二次電池材料60五燃料電池材料60六太陽能及太陽能電池材料60七核能材料30總計32八、課程考核方式1.考核方式：閉卷考試2.成績構成：卷面成績九、選用教材和參考書目《新能源材料—基礎與應用》，艾德生主編，化學工業(yè)出版社，2010年《新能源材料與應用