第一章新能源及其新材料
新材料和新能源的研究和应用前景
新材料和新能源的研究和应用前景随着世界各地的经济发展和人口增长，能源需求正变得越来越巨大。
同时，环境问题也变得越来越重要。
如果不能在可持续的方法下，满足能源需求并减少环境污染，人类的未来将很难得以维持。
为了解决这些问题，新材料和新能源的研究和应用正在变得越来越重要，并成为全球关注的热点。
本文将探讨新材料和新能源的研究和应用前景。
一、新材料的研究和应用前景1.1 新材料的定义和特点新材料是指新类型、新结构、新形态的材料，具有突出的性能特点和应用优势。
新材料具有较高的强度、硬度、耐热、耐腐蚀、耐磨损、耐疲劳等特性，同时其具有良好的导电性、磁性、光学性、导热性等性能，是制造高端装备、电子元器件、航空航天器材等领域的重要基础材料。
同时，新材料还具有轻质、节能、环保、可再生等特点，因此在节能环保领域有广阔的应用前途。
1.2 新材料的种类和应用前景新材料的种类很多，按照性质可分为：结构材料、功能材料、生物材料、电子材料、能源材料等。
新材料的应用前景广阔，主要应用领域包括：先进制造、信息技术、新能源、环保节能、生物医药、军工等。
新材料在制造高端装备、电子元器件、新能源设备、环保节能、医疗器械等领域的应用日益广泛。
1.3 新材料的研究现状新材料的研究领域涉及多个学科，包括：材料科学、化学、工程、生物等。
尤其是在纳米材料、智能材料、功能材料、生物材料、能源材料等领域的研究和应用方面，国内外的研究成果取得了显著的进展。
其中，中国的新材料研究和应用水平也在不断提升。
二、新能源的研究和应用前景2.1 新能源的概念和特点新能源是指与传统能源相比，具有更加环保、高效、可持续的特点，主要包括：太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、核能等。
新能源的特点是广泛分布、无排放、清洁、天然可再生、可持续性强等。
2.2 新能源的发展现状随着能源、环境和气候等问题的日益突出，新能源的研究和应用受到了广泛的关注。
世界各国都在加速新能源技术的研究和应用，特别是发展太阳能、风能、水能和生物质能等。
新能源和新材料的发展和价值分析
新能源和新材料的发展和价值分析随着经济的快速发展以及环境问题的日益突显，新能源和新材料这两个领域已经成为了很多人关注的焦点。
他们对社会、经济和技术的发展都有着重要的贡献，可以说是未来发展的关键之一。
本文将从新能源和新材料发展的现状以及价值分析两个方面，深入探讨其对未来社会的发展及其影响。
一、新能源的发展和价值分析新能源，指由非传统化石燃料和核能燃料所产生的能源，包括太阳能、水能、风能、生物质能、地热能等。
新能源拥有清洁、可再生、安全等优点，已经成为了可持续发展和减少碳排放的重要手段。
首先，新能源的发展可以减少能源危机和环境污染。
随着经济的快速发展，能源的需求一直在上升，而传统化石燃料的使用不仅导致了能源危机，也严重的影响了环境。
相比之下，新能源对环境的污染要少得多，可以有效地解决能源和环境问题。
其次，新能源的发展可以促进经济的发展和创新。
新能源的发展不仅需要大量的技术支持和人力物力投入，也能带动一系列相关产业的发展，例如，新能源装备制造、电网建设、新能源汽车、太阳能光伏等。
这些产业的发展也可以促进技术创新和经济的发展。
最后，新能源的发展可以促进国际社会的合作和资源共享。
新能源的研究和开发需要全球多方面合作，包括技术、政策、市场等方面的合作。
各国不仅应该在技术研究方面互相学习，更应该加强政策协调和市场交流，以推动新能源的发展和普及。
二、新材料的发展和价值分析新材料，指通过先进的工艺、新型材料组织结构和化学组成等技术创新而得到的一类新型材料。
新材料在各个领域都有广泛的应用，如航空航天、能源、汽车、电子、建筑等。
新材料的应用不仅能提高产品性能和质量，还可以降低生产成本和环境影响。
首先，新材料的发展可以提高产品的效能和可靠性。
新材料具有很多优点，如高强度、高韧性、高抗腐蚀性、高耐磨性等，可以应用到各种工程领域中，大大提高了产品的效能和可靠性。
例如，新型的复合材料已经广泛运用到飞机、汽车等领域中，大大提高了产品的安全性和性能。
新能源与新材料产业发展现状与认识
新能源与新材料产业发展现状与认识
文档格式要求符合学术习惯，本文档为新能源与新材料产业发展现状
与认识。
摘要
随着社会的不断发展，新能源和新材料的应用已经成为当今社会的一
种重要的发展方向。
新能源和新材料已成为推动经济发展、社会发展和环
境保护的重要因素。
本文通过对国内新能源和新材料产业发展现状的分析，探讨新能源与新材料产业发展的现状与认识。
文章详细描述了新能源与新
材料定义及产业结构，政策措施、行业发展态势以及发展中的挑战，最终
提出了新能源与新材料产业的未来发展方向。
关键词：新能源；新材料；发展现状；认识
1绪论
1.1前言
新能源和新材料是指在能源转换、新型产品制造和节能减排等方面，
采用新技术、新工艺和新原料，研制出具有安全可靠性、高性能、多样化
功能、节约资源和保护环境的新型能源、材料及其产品，以满足人类社会
持续发展的需要[1]。
随着中国社会经济的快速发展，新能源和新材料产
业也发生着巨大的变化。
新能源及新材料产业已成为推动经济发展、社会
发展和环境保护的重要因素[2]。
1.2新能源与新材料的定义。
新能源材料技术PPT课件
第19页/共22页
2）核燃料 核燃料一方面要在核素组成方面满足 核反应的要求，另一方面应具备缝合反应堆 要求的具体形状。高温气冷堆的温度很高， 要求使用包覆型颗粒，即在氧化物核燃料小 球的表面有热裂解碳或碳化物包覆。 3）聚变堆的第一壁材料 它是聚变堆中技术要求最苛刻的材料。 第一壁是托克马克型聚变堆包容等离子区和 真空区的部件。它要经受14MeV中子及其他 高能带电粒子的轰击，其辐照效应比裂变堆 所经受的要强的多。 4）核废料的处理 在反应堆的运行和退役阶段均产生不 同放射性的核废料。因此有必要进行处理。
(2)一些新材料可提高储能和能量转化效果。如储氢合金可 以改善氢的存储条件，并使化学能转化为电能，金属氢化物镍 电池、锂离子电池等都是靠电极材料的储能效果和能量转化功 能而发展起来的新型二次电池。
第3页/共22页
(3)新材料决定着新能源的性能与安全性。新型 核反应堆需要新型的耐腐蚀、耐辐照材料。这 些材料的组成与可靠性对反应堆的安全运行和 环境污染起决定性作用。
第7页/共22页
3)安全与环境保护
这是新能源能否大规模应用的关键。 例如，锂电池具有优良的性能，但由于锂二次 电池在应用中出现过因短路造成的烧伤事件， 以及金属锂因性质活泼而易于着火燃烧，因而 影响了应用。为此，研究出用碳素体等作负极 载体的锂离子电池，使上述问题得以避免，现 已成为发展速度最快的二次电池。另外有些新 能源材料在生产过程中也会产生三废而对环境 造成污染；还有服务期满后的废弃物，如核能 废弃物，会对环境造成污染。这些都是新能源 材料科学与工程必须解决的问题。
第8页/共22页
4)材料规模生产的制作与加工工艺 在新能源的研究开发阶段，材料组成与 结构的优化是研究的重点，而材料的制作和加 工常使用现成的工艺与设备。到了工程化的阶 段，材料的制作和加工工艺与设备就成为关键 的因素。在许多情况下，需要开发针对新能源 材料的专用工艺与设备以满足材料产业化的要 求。这些情况包括：①大的处理量；②高的成 品率；③高的劳动生产率；④材料及部件的质 量参数的一致性、可靠性；⑤环保及劳动防护； ⑥低成本。
新材料和新能源的开发和应用
新材料和新能源的开发和应用一、新材料的开发和应用1.1 新材料的定义新材料是指在现代科技革命中，以先进的材料科学技术为基础，通过创新的研究和开发，创造出具有优异性能、能够满足现代科技和生产需要的材料。
1.2 新材料的特点新材料具有以下特点：（1）轻质高强；（2）耐磨耐腐蚀；（3）具有良好的电、磁、光等性能；（4）环境友好，可再生利用。
1.3 新材料的应用领域新材料广泛应用于以下领域：（1）航空航天；（2）信息技术；（3）生物医学；（4）新能源；（5）环境保护；（6）建筑材料；（7）汽车工业等。
二、新能源的开发和应用2.1 新能源的定义新能源是指在新技术的基础上，开发利用的能源，它与传统能源相比，具有清洁、高效、可再生等优点。
2.2 新能源的特点新能源具有以下特点：（1）可再生性；（2）清洁环保；（3）分布广泛；（4）高效利用。
2.3 新能源的应用领域新能源广泛应用于以下领域：（1）太阳能发电；（2）风力发电；（3）水力发电；（4）生物质能；（5）地热能；（6）潮汐能等。
2.4 新能源的开发和利用的意义新能源的开发和利用对于缓解能源危机、减少环境污染、促进可持续发展具有重要意义。
综上所述，新材料和新能源的开发和应用对于推动科技进步、改善人类生活具有重要意义。
在学习过程中，我们要关注新材料和新能源的研究动态，了解它们的性能、特点和应用领域，为未来的科技创新和产业发展做好准备。
习题及方法：1.新材料“钛合金”被广泛应用于航空航天领域，主要是因为它具有（）A. 高强度、高韧性、耐腐蚀B. 导热性好、熔点高C. 良好的电、磁性能D. 环境友好，可再生利用解题思路：根据新材料的特点，我们可以知道新材料应该具有高强度、高韧性、耐腐蚀等特点，而航空航天领域对材料的性能要求极高，因此选项A正确。
2.新材料“纳米材料”因其独特的性能，在多个领域都有广泛的应用。
以下关于纳米材料的说法错误的是（）A. 纳米材料具有较大的比表面积，有利于提高材料的性能B. 纳米材料具有优异的力学性能C. 纳米材料具有很好的电、磁性能D. 纳米材料在医疗领域没有应用解题思路：纳米材料因其独特的性能，在医疗领域也有广泛的应用，如药物输送、生物标记等，因此选项D错误。
新能源、新材料的研究和应用
新能源、新材料的研究和应用1. 新能源的研究和应用1.1 太阳能太阳能是一种清洁、可再生的能源，通过将太阳光能转化为电能或热能来满足人类的能源需求。
太阳能光伏发电和太阳能热发电是太阳能利用的两种主要方式。
目前，太阳能光伏发电技术已经取得了显著的进展，成本也在逐渐降低，越来越多的国家和地区开始大规模开发和利用太阳能资源。
1.2 风能风能是另一种清洁、可再生的能源，通过风力发电机将风能转化为电能。
近年来，风能技术得到了快速发展，风电场的规模不断扩大，风能已经成为许多国家重要的能源组成部分。
1.3 生物质能生物质能是指生物质在氧气不足的条件下转化为燃料气体、生物质燃料和生物质发电的能量。
生物质能是一种可再生的能源，具有减少温室气体排放、提供能源和增加就业等优点。
1.4 地热能地热能是指地球内部的热能，通过地热发电站将地热能转化为电能。
地热能是一种清洁、可再生的能源，具有稳定的能源供应和较低的碳排放。
1.5 海洋能海洋能是指海洋中蕴藏的能量，包括波浪能、潮汐能、海流能等。
海洋能是一种可再生的能源，具有丰富的资源量和减少温室气体排放的潜力。
2. 新材料的研究和应用2.1 纳米材料纳米材料是指至少在一个维度上尺寸在纳米尺度的材料，具有独特的物理、化学和生物学性质。
纳米材料在新能源领域有广泛的应用，例如纳米材料可以用于提高太阳能电池的效率、制造高性能的锂离子电池和超级电容器等。
2.2 复合材料复合材料是由两种或更多种不同性质的材料组成的材料，具有优异的力学性能、轻质和高强度等特点。
复合材料在新能源领域有广泛的应用，例如碳纤维复合材料可以用于制造风力发电机的叶片、碳纤维复合材料可以用于制造电动汽车的车身等。
2.3 储能材料储能材料是指能够存储和释放能量的材料，用于制造储能设备，如电池和超级电容器。
新能源领域对储能材料有很高的需求，因此新型储能材料的研究和开发已经成为重要的方向。
例如，锂硫电池、锂空气电池和锂离子电池等新型电池技术正在不断发展和完善。
1.1新能源及其新材料
D、全球森林面积迅速下降，现有森林已无法吸收各国 所排放的二氧化碳，已使大气层中二氧化碳含量迅 速增加，整个气候状况已经进入恶性循环状态。
E、气候变暖有可能导致极地冰帽迅速融化，进而使海 平面上升，引发大规模洪水。在地球历史上发生于 15万年前的冰川期则只是因为在2万年内地球气温升 高5℃所造成的。
温 室 气 体 的 来 源
统计数据
因二氧化硫排放每年经济损失1126 亿元(世界银行统计超过5000亿元)
世界十大严重污染城市
7 中国占：
个
在北京、上海等大城市， 空气污染的60%来自汽车 排放 二氧化碳的全球排放量 中，中国居第二
我国能源现状与发展问题
1.可再生清洁能源如风能、太 阳能等所占比例不到3% 2.石油、煤和天然气占初级 能源消耗的85%左右 3.其余主要是火电和水电
如：太阳电池材料决定着光电转换效率；
燃料电池的电极材料决定着电池的质量和 寿命； 材料的制备工艺又决定着能源的成本。
介绍几种新能源材料
（1）太阳能电池材料 （2）储氢材料 （3）氢镍电池材料 （4）锂离子电池材料 （5）燃料电池材料 （6）核能材料
F. 温室效应还会造成极端降水（暴雨、暴雪）、飓风、 山崩及泥石流等“非常事件”将频繁出现。专家们 注意到，在过去几年里，衡量气候变化的“非常事 件指数”（Extrenme Event lndex）不断攀高，由于 气候变化而引起的自然灾害随时可能出现。
G. 温室效应造成厄尔尼诺现象频繁发生，气候异常、 危害严重
图1 某些气体的吸收波段
温 室 效 应
新材料与新能源技术
新材料与新能源技术随着科技的不断进步，新材料与新能源技术的研发取得了巨大突破，这不仅改变了我们生活的方式，也对环境产生了深远的影响。
一、新材料技术的发展新材料技术的引入，不仅为传统材料生产和应用带来了更好的替代方案，而且也让人们对未来的科技前景更加充满信心。
首先，新材料技术对航空航天的应用有着显著的贡献。
在现代飞行器的制造中，高温合金、超级材料、纳米材料等一系列新材料的使用，大大提高了飞行器的性能，并为更多高速、超大型的飞行器提供了可能。
其次，新材料技术还改变了当下的能源产业，推动了新的节能环保技术的发展。
例如，世界上已经开始逐渐淘汰石墨烯锂电池，而代之以更可靠、更耐用的钾离子电池。
钾离子电池可以使用常规的材料生产，除了具有低成本和高稳定性外，还可以在更广泛的应用领域中发挥作用。
此外，新材料技术对于生命科学的发展具有极大的作用。
当前医疗科技尤其需要细胞材料的展示和转化，让医疗工作者以尽可能小的伤害治愈病人，有效地控制并消除各种疾病。
新材料技术的不断创新，不仅提高了生产效率、降低了生产成本，也为多个领域带来了更多的可能和机遇。
二、新能源技术的应用与展望新能源技术的应用是现代能源转型升级的关键。
可再生能源是近年来能源技术发展的重要方向。
同时，光伏发电、风力发电、水力发电等新能源技术的发展也使得清洁能源的比重有了大大提升。
全球环保意识的觉醒，加快了新能源技术转型的进程。
在新能源技术的开发和应用过程中，储能技术是至关重要的。
燃料电池和锂离子电池已经成为很多汽车领域和大型电力应用领域内的标志性高科技。
燃料电池在通用移动设备和电动汽车领域有着广泛的应用，而锂离子电池在电动汽车和储能系统等领域发挥作用的关键。
未来，高校和科研机构对新能源技术开发的研究不会停止。
纳米材料技术、能量转化和传输技术、集成电路技术、新能源系统优化技术、波谷问题解决方案等领域，都是各界专家和学者研究的重点。
三、材料与能源的融合随着全球经济技术发展速度的加快，以材料能源为核心的高新技术产业十分活跃，新权材料与新能源技术的融合更是成为行业普遍关注的方向。
新能源新材料低碳经济
新能源、新材料、低碳经济有关资料2009年12月31日一、新能源（一）新能源概念凡是能够直接或者经过转换而产生所需能量的含能资源(比较集中的含能物或含能过程)统称为能源，如木柴、煤炭、石油为含能物，而水力、风力、潮汐则为含能过程。
在不同历史时期，已被人类广泛使用的能源称为"常规能源"。
对正在研究开发，技术上尚未完全成熟的，称为"新能源"。
当今的新能源为风能、太阳能、地热能、海洋能、生物质能、氢能和核聚变能等。
《新能源产业振兴和发展规划》预计年内出台。
正在编制中的新能源发展规划，把新能源主要界定在两个方面：一是关于风电、太阳能、生物质能等新的能源，二是对传统的能源进行技术变革所形成的新的能源，比如对煤炭的清洁高效利用、车用新型燃料、智能电网等。
（二）新能源发展1、着力提高水电开发的规模和质量。
我国水电资源丰富，且拥有成熟的开发技术和管理模式，目前开发利用程度仅为24%，是最具备大规模开发利用条件的可再生能源。
一要稳步推进大型水电基地建设。
二要积极开发中小型水电站。
2、着力发展核电、风电、太阳能等清洁可再生能源。
一要加快推进核电开发。
按照“加强沿海核电发展，科学规划内陆核电建设”的原则，在确保安全的前提下，大力提高核电装机规模；做好三代核电技术的引进吸收和自主创新，逐步形成具有自主知识产权的新型核电技术体系，推进关键设备和重要材料国产化，提高核电开发的安全性和经济性。
二要大力发展风电。
综合考虑资源条件、电网接入、电力输送和运行管理等因素，积极建设千万千瓦级、百万千瓦级大型风电基地，进军海上风电，关注研究高原风电，开拓离网小型风电市场。
三要积极开发光伏发电项目。
推进“金太阳”工程，建设独立、大型开阔地并网和屋顶并网光伏发电等示范项目；发展户用光伏发电系统，建设离网小型光伏电站，解决偏远无电地区供电问题。
四要根据各地区能源结构特点，稳步推进生物质、潮汐、地热等可再生能源发电项目，因地制宜，适度发展。
新能源材料 第一章 绪论
绪论
1.3 &1.4 新能源材料及其发展方向 ①超导材料
超导现象
磁悬浮列车 超导计算机
绪论
1.3 &1.4 新能源材料及其发展方向 ②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。
最近进展具体如下： 1、太阳能电池：钙钛矿材料等； 2、储氢材料：金属有机框架材料、金属化合物等； 3、固体氧化物电池材料：固体电解质、阴极材料等； 4、固态锂离子电池：固体电解质、锰基层状化合物等； 5、燃料电池：有机质子交换膜、碱性交换膜等；
形状记忆合金
绪论
1.3 &1.4 新能源材料及其发展方向 ④磁性材料
磁性材料可分为软磁材料和硬磁材料两类。 软磁材料是指那些易于磁化并可反复磁化的材料,但当磁场去除后,磁性即随之消失。 这种材料在电子技术中广泛应用于高频技术。如磁芯、磁头 存储器磁芯;在强电技术中可 用于制作变压器、开关继电器等。目前常用的软磁体有铁硅合金 铁镍合金、非晶金属。 永磁材料(硬磁材料)经磁化后,去除外磁场仍保留磁性,其性能特点是具有高的剩磁、高 的矫顽力。利用此特性可制造永久磁铁,可把它作为磁源。如常见的指南针、仪表、微电 机、电动机、录音机、电话及医疗等方面。永磁材料包括铁氧体和金属永磁材料两类。铁 氧体的用量大应用广泛、价格低,但磁性能一般,用于一般要求的永磁体。金属永磁材料已 用于高性能扬声器、电子水表、核磁共振仪、微电机、汽车启动电机等。
对于家里有矿的大佬：
1、新能源相关的投资（如股票），学习本门课程，将学会一些基本辨别的水平。 2、上述两条同样适用。
对于想或者以后无意间从事相关工作的同学：
1、本门课的学习将提供一个基础的认识，并提供相关实践机会。 2、本门课也可为想读新能源相关的研究生专业提供学术基础知识。
新材料新能源
新材料新能源新材料新能源是指采用最新的科学技术及研发成果，发展出具有新功能、新特性的材料和能源。
新材料和新能源的发展对于推动经济转型升级、改善生态环境、保持国家安全等方面具有重要意义。
下面将从新材料和新能源的定义、特点以及应用领域等方面详细介绍。
首先，新材料是在传统材料的基础上进行改良和创新，具有新特性和新功能的材料。
新材料的研发往往需要在材料的组成、结构和加工工艺等方面进行改进。
例如，高性能聚合物材料、纳米材料、复合材料等都属于新材料的范畴。
这些新材料具有很强的耐热、耐腐蚀、耐磨损等特性，能够满足现代社会对材料强度、耐用性和环保性的要求。
此外，新材料还具有电学、磁学、光学、声学等特性，能够应用于电子、信息、光电等领域。
其次，新能源是指以可再生能源为主导，依托新技术和新材料开发的能源。
传统能源依赖于化石燃料和核能等不可再生能源，而新能源则主要包括太阳能、风能、地热能等可再生能源。
新能源的开发利用可以减少对传统能源的依赖，降低二氧化碳等温室气体的排放，保护生态环境，推动可持续发展。
此外，新能源还具有分布广、供应充足的优点，可以提供稳定可靠的能源供应，缓解能源供需紧张的问题。
新材料和新能源的发展有着广阔的应用领域。
在制造业方面，新材料可以用于制造高强度、高硬度的零件和设备，提高产品的性能和质量。
在能源领域，新能源可以用于发电、供暖、照明等方面，为人们提供便利的生活条件。
在建筑领域，新材料可以用于节能降耗、改善室内环境等方面，提高建筑的舒适性和环保性。
在交通运输领域，新材料可以用于制造轻量化车辆和高效能源储存装置，提高交通运输的能源利用效率。
综上所述，新材料和新能源是当今社会推动经济发展和解决环境问题的重要手段。
随着科学技术的不断进步，新材料和新能源的研发不断取得突破，为各个领域的发展提供了更多的可能性。
未来，新材料和新能源将继续发挥重要作用，为社会的可持续发展做出贡献。
新能源和新材料
新能源和新材料复习目标熟悉新能源、新材料的开发利用等现代科学技术知识;培养关注时代、关注科技应用的社会责任感，培养勇于探索的创新意识和知识的综合应用能力。
知识规律1.新能源目前人类所消耗能源的7０%来自矿物(化石燃料)的燃烧，随着社会的发展和人们生活水平的提高,对能源的需求量越来越大，而它对周围环境也将产生越来越大的,影响，且化石燃料终有枯竭之日。
解决能源问题，一是要提高民众的节能意识,使用节能新技术、新产品如发展城市煤气、实行城市集中供热和联片供热、推广高效节能的工用和民用燃具?推广招气和太阳灶、开发机动车节能和尾气控制技术等.二是要积极开发再生清洁新能源（绿色能源)，是解决能源枯竭和环境污染的关键.当前新能源主要有：太阳能、核能、风能、海洋能、潮汐能、地热能等。
根据我国国情,应大力发展水电和核电。
2.新材料材料品种五花八门,琳琅满目,人们可以按照它们的性质不同，初步分为金属材料、无机非金属材料和有机合成高分子材料三大类.也可按照材料粒度的大小分为常规材料和纳米材料。
在科学技术高度发达的今天:新材料更成为发展高新技术的重要物质基础。
如信息高速公路是通过卫星通讯和光纤通讯来实现的，这就需要各种航天材料和光纤材料。
人们早在１991年就发现了超导现象,但直到近年来高温超导材料的面世，才使超导技术在电力(超导电缆输，无电能损耗）、交通（磁力悬浮高速列车)、传感仪器、电脑等领域有了实际应用。
各种半导体、陶瓷材料使得电子技术、高温技术得以发展，各种高分子材料丰富着人们的生活。
新材料技术已经成为世界高新技术领域国际竞争的焦点之一。
以高强度、高韧性、耐磨损、抗腐蚀等特性为代表的高性能结构材料，是当前世界各国高科技竞争的“热点”之一。
如使用陶瓷发动机可以把发动机的工作温度从1000℃提高.到1300℃,甚至1500℃以上，热效率从30%提高到5０％，重量减轻2０%，燃料节省30％~５0％。
医用生物材料包含种类繁多，用途广泛，在材料工艺中占有重要地位二美国科学家通过基因工程技术建构的一种“工程细菌”可以生产类似弹性、蛋白的聚合物，这种有弹性的蛋白与血管壁是兼容的，因而可用于人造血管。
新能源与新材料研究
新能源与新材料研究的意义近年来，人类生活水平的提高使得社会对能源需求量大增，同时传统能源的消耗也加速了对环境的破坏，因此寻找新的可持续性能源和材料显得尤为重要。
新能源和新材料的研究不仅能够降低碳排放，改善环境，也能促进技术革新和经济发展。
许多国家都投入大量资源进行新能源和新材料研究，取得了显著的成果。
同时，新能源和新材料研究也是一项挑战。
它需要各领域专家和工程师的多方面合作和创新。
在新能源和新材料研究领域，人才的培养和人员的交流，尤其重要。
以下是关于新能源和新材料的一些研究进展和前景。
1. 太阳能电池材料太阳能电池作为一种新型的可持续性能源，具有较高的转化效率和较低的环境污染度，日益受到广泛的关注。
太阳能电池的效率和价格主要取决于其材料的性能。
当前，研究者们正致力于寻找更加高效的太阳能电池材料，例如钙钛矿等。
其中，钙钛矿太阳能电池是当前最具前景的太阳能电池之一。
钙钛矿太阳能电池具有高效、廉价等特点，因此备受瞩目。
目前，钙钛矿太阳能电池的效率已经达到了逾25%，接近传统硅太阳能电池的效率。
除了钙钛矿太阳能电池外，柔性太阳能电池材料也引起了人们的关注。
柔性太阳能电池材料一般具有轻量化、壁厚度小、材料可塑性强等特点。
低成本的柔性太阳能材料有望成为未来的发展方向。
2. 能量存储材料能源的缺乏是制约人类发展的一大瓶颈。
因此能量存储技术的发展与新能源的开发息息相关。
目前，可再生能源技术的发展已趋成熟，但其可持续发展的一个重要问题是如何有效存储和传输这些能源。
因此，能量存储材料的研究势在必行。
当前能量存储领域的重要研究方向包括锂离子电池、钠离子电池、超级电容器等。
其中锂离子电池由于其高能量密度、长寿命和高效率等特点，是目前最主要的能量存储形式之一。
同时，钠离子电池的研究也受到越来越多的关注，由于钠的丰富资源和低成本，其有望成为主要的替代品。
近年来，超级电容器也备受关注。
超级电容器通过电容耦合的方式实现能量的存储和释放，具有高速充电、长寿命、低成本等优点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
我国石油产品需求预测 2010年，万吨 汽、煤、柴油 17750-18900 2020年，万吨 21700-28800
润滑油
燃料油 化工用油
520-560
2900 4700-5600
560-770
2700 7200-8700
其它
石油产品合计 国内石油需求
5400-5500
31300-33500 3.3-3.5亿吨
E、气候变暖有可能导致极地冰帽迅速融化，进而使海 平面上升，引发大规模洪水。在地球历史上发生于 15万年前的冰川期则只是因为在2万年内地球气温升 高5℃所造成的。 F. 温室效应还会造成极端降水（暴雨、暴雪）、飓风、 山崩及泥石流等“非常事件”将频繁出现。专家们 注意到，在过去几年里，衡量气候变化的“非常事 件指数”（Extrenme Event lndex）不断攀高，由于 气候变化而引起的自然灾害随时可能出现。 G. 温室效应造成厄尔尼诺现象频繁发生，气候异常、 危害严重
温 室 气 体 的 来 源
统计数据
因二氧化硫排放每年经济损失1126 亿元(世界银行统计超过5000亿元)
世界十大严重污染城市
中国占：
7
个
在北京、上海等大城市， 空气污染的60%来自汽车 排放二氧化碳的全球排 放量中，中国居第二
我国能源现状与发展问题
1.可再生清洁能源如风能、太 阳能等所占比例不到3% 2.石油、煤和天然气占初级 能源消耗的85%左右 3.其余主要是火电和水电 据可靠资料报道，到2020年， 我国能源的消费比例除了利用 石油、煤和天然气以及水电外， 风能的消费比例要占到10%， 核能的消费要占到3%。
交通运输用油约占石油消耗的40%
2020年 原油需求控制在4.5亿吨，至少进口 2.5亿吨，对外依存度65% 汽车保有量应控制在1亿辆(现有2400 万辆) 2004年，产量500万辆，到2010年预计 汽车年产量达到800到1000万辆
我国能源工业的突出问题：
人均能源拥有量低、储备量低； 能源生产和消费结构依然以煤为主； 能源利用效率低；
石油
天然气
煤
铀
我国各种能源探明储量（以储采比表示）与世界比较
摘自“光伏技术和产业发展战略国际研讨会：机遇与挑战” 论文集 2004年4月8日， 北京 P8
新能源及其新材料
新能源（或清洁能源）：
太阳能、生物质能、核能（不属于清洁能 源）、风能、地热、海洋能等一次能源和二次能 源中的氢能。
新能源的开发一方面靠利用新的原理来发
气体对包括太阳的各种热辐射的特性
单原子气体和空气、氢气、氧气、氮气 等分子结构对称的双原子气体实际上并 无发射和吸收辐射能的能力。它们可以 看作是热辐射的透明体。 二氧化碳、水蒸汽、二氧化硫、甲烷、 氟利昂（制冷剂）等三原子和多原子气 体则有相当的辐射和吸收能力。
上述气体的辐射和吸收 具有明显的选择性，即它 们对某些波长段有吸收和 辐射能力，对该波长段以 外的则不吸收。
核能是一次能源还是 二次能源？
能源应用现状
(1) 人类社会对能源的需求不断增加。
能源是与人类社会的生存与发展休戚相关的。
18世纪末以前
18世纪末，煤炭作为蒸汽机的原动力，成为当时 的主要能源
20世纪40年代，石油液态燃料作为内燃机、燃气轮 机的动力，成为当时的主要能源
人类社会的发展伴随着能源消耗的增加。
我国的《能源百科全书》说：“能源是可以直接 或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形 式能量的载能体资源。”
可见，能源是一种呈多种形式的，且可以相互转换 的能量的源泉。
能源分类
一次能源
可再生能源 风能，水能，太 阳能，地热，海 洋能，生物能 非再生能源 化石燃料（煤， 石油，天然气） 铀
二次能源(经转换 或提炼） 电能，氢能，汽 油，柴油等
新材料的几个作用： 新材料把原来习用已久的能源变为新能源。
如：半导体材料把太阳能有效地直接转变为电能；燃料电池能 使氢与氧反应而直接产生电能，代替过去利用氢气燃料获得 高温。
一些新材料可提高储能和能力转化效果
如：镍电池、锂离子电池等都是靠电极材料的储能效果和能量 转化功能而发展起来的新型二次电池。
第一章 新能源及其新材料概述
能源现状
新能源及其发展现状
能源的概念及分类
能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲，人类 社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的 使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全 世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发 展的重要问题。
究竟什么是“能源”呢？
因此促进了高容量二次电池的发展。
(4) 矿物能源面临枯竭。（1992世界能源大会）
石油/年 天然气/年
煤/ 年
铀/年
世界
49
57262Leabharlann 60中国23
61
102
30
(5) 矿物燃烧造成环境污染。
最近几十年来，地球日益变暖。 地球为什么会变暖？ 这是由于人类大量使用能源而 放出的热量使地球变暖的吗？
温室效应？
图1 某些气体的吸收波段
温 室 效 应
“温室效应”使地球变暖带来的严重后果
A、根据IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change） 的预测，2050年地球的平均气温将增加2.5±1 ℃ B 、专家认为：近 100 年来，全球年平均气温上升了 0.6℃。预计到2100年，全球年平均气温将比1990年 上升1.5－3.5℃ C、美国皮尤全球气候变化研究中心发表的一份报告估 计，到 2100 年全球气温将升高 1.3-4.6 摄氏度，并导 致海平面升高17-99 厘米。 D、全球森林面积迅速下降，现有森林已无法吸收各国 所排放的二氧化碳，已使大气层中二氧化碳含量迅 速增加，整个气候状况已经进入恶性循环状态。
环境污染严重
解决我国能源问题的措施：
1、积极开发利用新能源； 2、提高能源利用率； 3、努力改善能源结构； 4、加速实施洁净煤技术； 5、合理利用石油和天然气；
无穷大
300 250 200 150 100
约45年 约81 约61年 约71年 约50 约230年
世界 中国
50 0 太阳能
约30
约15
能源的定义有20多种 《科学技术百科全书》说：“能源是可从其获得热、 光和动力之类能量的资源”； 《大英百科全书》说：“能源是一个包括着所有燃料、 流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可 让它为自己提供所需的能量”；
《日本大百科全书》说：“在各种生产活动中， 我们利用热能、机械能、光能、电能等来作功， 可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载 体，称为能源。
新材料决定着核反应堆的性能与安全性。 材料的组成、结构、制作、加工工艺决定 着投资与运行成本。
如：太阳电池材料决定着光电转换效率；
燃料电池的电极材料决定着电池的质量和 寿命；
材料的制备工艺又决定着能源的成本。
介绍几种新能源材料
（1）金属氢化物镍电池材料 （2）锂离子电池材料 （3）燃料电池材料 （4）太阳能电池材料 （5）半导体照明发光材料
展新的能源系统，另一方面靠材料的开发与应
用，使新系统得以实现，并提高效率，降低成本。
能源材料的概念及分类 广义上，凡能源工业及及能源利用技术所 需的材料都可称为能源材料。
新能源材料－如增殖堆用核材料、太阳能电池材料 节能材料－如非晶态金属磁性，超导材料。 储能材料－如贮氢（吸氢）材料，高比能电池材料
6600-6700
38800-47700 4.1-5.0亿吨
其它：LPG、沥青、石油焦、溶剂油、硫磺等 2004年我国汽柴油消耗分别达4706万吨和10292万吨(合计1.5亿吨)
汽车油耗占汽柴油诮费的比例(2002) 耗 油 量 ， 占消费量， 万吨 % 汽油车
柴油车
2825
1888
75.5
24.2
表1 世界一次能源消费的增长率
(2)能源结构发生变化。
表2 世界一次商品能源构成
(3) 能源应用形态有所改变。
小型的可移动电源的需求量增长很快，这
主要是信息技术发展的结果；特别是近年来笔 记本电脑、手提电话等移动通信、摄像机、声 像设备以及一些军用电子设备的发展，对电池 的能量密度要求更高，并要求能够反复使用。