本書緒論部分概述了新能源技術及材料,第1~5章從原理和微觀機制、材料成分、組織結構與性能的關系等方面分別具體介紹了光電轉換新能源材料、熱電轉換新能源材料、化學電能轉換新能源材料、力電轉換新能源材料、儲能材料等,第6章對這些新能源材料應用過程中涉及的輔助及防護材料等進行了介紹。全書不僅涵蓋了主要的新能源材料,也包括能源防護材料領域的知識,并加入了最新的研究進展與成果。
本書可作為普通高等院校材料類專業(yè)新能源材料相關專業(yè)課的教材或參考書,也可供新能源材料領域的研究人員和工程技術人員參考。
全書不僅涵蓋了主要的新能源材料,也包括能源防護材料領域的知識,并加入了最新的研究進展與成果。
近年來,新能源材料快速發(fā)展,已經(jīng)成為國家能源戰(zhàn)略中的關鍵材料之一。黨的二十大報告指出:“積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和”。其重要路徑之一就是推動能源清潔低碳高效利用,推進工業(yè)、建筑、交通等領域清潔低碳轉型。因此,新能源材料的研究和應用將進入一個嶄新的發(fā)展時期,將會有更多的新能源材料獲得推廣應用。
隨著新工科建設不斷推進,越來越多的高校設置了新能源材料與器件專業(yè),同時大多數(shù)材料類專業(yè)以及部分工科專業(yè)也開設了新能源材料課程,因此希望本書的出版能為課程建設和教學質量的提高做出一份貢獻。新能源材料是依托新能源技術而生的,本書在緒論部分介紹了目前主要的新能源,然后將新能源材料按照能源轉換類型和應用類型進行了分類,從材料學的角度對轉換工作原理、典型轉換材料以及應用進行了闡述。這是本書的特色,目的是讓學生在寬泛的材料知識基礎上全面了解新能源材料,在較少的課時中掌握較多的新能源材料相關知識。
本書的編者具有多年從事“新能源材料及應用”課程教學的經(jīng)驗,依托國家級課程思政示范教學團隊,綜合國內現(xiàn)有教材和相關圖書的有益內容,吸收國內外新能源材料的最新研究成果,結合教學實踐編寫了本書。本書主要有6章內容,即光電轉換新能源材料、熱電轉換新能源材料、化學電能轉換新能源材料、力電轉換新能源材料、儲能材料和能源類防護材料。此外,書中還介紹了我國在新能源材料方面的研究進展和應用,并在每章最后都給出思考題供讀者學習思考。同時,書中融入了“與氣候一起變化:能源”“風力發(fā)電”“推動綠色發(fā)展、促進人與自然和諧共生”等視頻,可作為拓展內容供讀者學習,也可作為課程思政素材供授課教師參考使用。
本書由湯玉斐擔任主編,李福平擔任副主編,劉照偉、孟慶男、于曉婧參加編寫,趙康擔任主審。第1章由于曉婧編寫,第2章由劉照偉編寫,第3章由孟慶男編寫,第4、6章由湯玉斐編寫,第5章由李福平編寫。本書由湯玉斐進行統(tǒng)稿,由李福平對全書進行校對。本書可作為普通高等院校材料類專業(yè)新能源材料相關專業(yè)課的教材或參考書,也可供新能源材料領域的研究人員和工程技術人員參考。
本書編寫過程中參考了相關文獻資料和網(wǎng)絡資源,在此向原作者表示衷心的感謝。
由于編者水平有限,同時新能源材料的前沿研究領域日新月異,書中不妥之處在所難免,懇請讀者和專家批評指正。
編者目錄
高等院校教師
目錄
前言
緒論1
第1章光電轉換新能源材料3
11光電轉換工作原理4
12晶體硅光電轉換材料8
13非晶硅光電轉換材料14
14ⅡⅥ族多晶薄膜光電轉換材料16
15ⅢⅤ族化合物光電轉換材料21
16新型光電轉換新能源材料27
思考題31
參考文獻32
第2章熱電轉換新能源材料34
21熱電轉換工作原理35
22梯度結構熱電轉換材料39
23方鈷礦化合物熱電轉換材料44
24氧化物型熱電轉換材料48
25新型熱電轉換材料50
思考題52
參考文獻53
第3章化學電能轉換新能源材料55
31燃料型化學電能轉換材料55
32鋰離子型化學電能轉換材料71
33非鋰金屬離子型化學電能轉換材料91
34金屬氫化物鎳型化學電能轉換材料101
思考題110
參考文獻111
第4章力電轉換新能源材料113
41壓電材料114
42風能新能源材料119
43海洋能新能源材料125
44用于風能和海洋能收集與轉換的
納米發(fā)電機131
思考題145
參考文獻146
第5章儲能材料148
51儲能的基本原理150
52儲能材料的分類及篩選原則174
53幾種典型的儲能材料182
思考題196
參考文獻197
第6章能源類防護材料199
61核電廢水防護材料199
62核電廢氣防護材料211
63核輻射防護材料214
64熱電材料的防護218
思考題227
參考文獻227