新能源又称非常规能源,是指传统能源之外的各种能源形式,如太阳能、核能、海洋能、风能、地热能、氢能、水能等。新能源材料是实现新能源的转化、利用以及发展的关键材料,包括电解质材料、储能材料、半导体材料、纳米材料、介电材料、膜材料等。新能源器件是可以直接或经转换成人类所需的光、电、热、动力等任何形式能量的载能体,主要是太阳能、化学能、风能、核能等形式的储能器件。新能源材料与器件专业重点研究与开发新一代高性能绿色能源材料、技术和器件,如通信、汽车、医疗领域的动力电源,新型锂离子电池材料、新型燃料电池材料和新型太阳能电池材料等。该专业以化工、能源科学、材料科学、化学等学科为依托,什么样的新能源,就研发与之相关的材料、器件。例如在能源行业,研究锂电池,太阳能光伏发电等;在生物质能方面,研究沼气的产生与净化、制造汽油的植物等;在化学行业,则研究氢气的液化和存储。化石燃料总会被用完,为了人类社会的持续发展,新能源的研究毫无悬念地被提上□程。国家在2011年增设本专业,在政策、经费上不遗余力地扶持,也是能够说明新能源和再生清洁能源技术对21世纪经济发展具有决定性的影响的。
在选择新能源的研究方向时要考虑自己的兴趣点。新能源材料与器件专业、新能源科学与工程专业的区别:前者属于材料学,研究具体的材料和器件;后者属于能源学,研究新能源的发展动态及方向。举个发电的例子,新能源科学与工程专业毕业后主要从事生产、开发、利用、保护电能的工作,而新能源材料与器件主要研究什么材料能发电,怎么储存电、传输电的仪器。
“新能源材料与器件概论”包括材料、器件两部分内容,第一部分介绍新能源材料的基本知识和理论、存在形式、应用方法及发展障碍等,第二部分介绍新能源器件的设计、制备、分类、传输原理等。“新能源转换与控制技术”主要学习新能源变换和控制技术的基础知识,风能、风力发电与控制技术,太阳能、光伏发电与控制技术,天然气、燃气发电与控制技术,水能、小水力发电与控制技术及其他新能源的发电与应用技术等。“储能材料与制备技术”主要学习储能技术、储能方法的基本理论,储能材料和制备技术的评价指标、前景展望,以及电能储能技术、蓄热供暖技术、气体水合物储能技术、化学能储存技术的应用等。“化学电源设计”主要学习化学电源的组成和分类,设计的相关理论,设计的基本程序和步骤,电源的隔膜及壳体材料选择,各类电池设计举例,电池行业的清洁生产等。“光电器件基础”研究可见光发光二极管、红外发光二极管、半导体激光器、红外传感器的结构、特性与工作原理,以及光敏器件、光电器件的光传感器单元的应用等。“电化学基础”主要学习电化学体系的组成和热力学原理,电极、溶液界面双电层的结构,电极过程动力学基本原理及研究方法,化学电源、电镀、电解、腐蚀防护等领域的基本原理等。“太阳能光伏发电原理及技术”主要学习太阳能光伏发电系统概论,太阳能光伏电池的发电原理,光伏蓄电池的工作原理,光伏控制器的主要功能,光伏逆变器的电路原理,太阳能光伏发电系统应用技术 以及风、光互补发电系统等。“半导体物理”主要学习半导体材料的成分与结构,晶体中电子的能带,半导体中的电子统计分布、电荷输运现象、光学现象,非平衡载流子及半导体表面与界面等。相近专业无机非金属材料工程、材料科学与工程、复合材料与工程、能源经济、再生资源科学与技术、稀土工程、高分子材料加工工程、生物功能材料、冶金工程、金属材料工程、粉体材料科学与工程、宝石及材料工艺学、焊接技术与工程、功能材料
重点院校:华北电力大学(北京)、苏州大学、湘潭大学、华南师范大学、电子科技大学、安徽大学、南昌大学、中南大学、四川大学、合肥工业大学、华东理工大学普通院校:北方民族大学、长春理工大学、渤海大学、成都理工大学、西南石油大学、三峡大学、华侨大学厦门工学院
该专业和很多学科都有交集,因而考研方向不少,介绍目前国内研究比较集中的两个方向:1.储能、动力电池材料及应用 主要研究现有动力电池材料体系的安全性能改善,新型高安全动力电池关键材料,高能量密度、高安全动力电池新材料、新体系,锂离子动力电池的安全性能和能量密度问题等。北京大学、华中科技大学、中南大学、南开大学、北京有色 金属研究总院、中科院大连化学物理研究所均开设了本专业。2.光伏材料与器件 主要研究无机太阳能电池材料与器件、有机太阳能电池材料与器件、新型功能材料及其光伏应用。备考专业课有高分子化学、高分子物理、高分子科学实验、材料科学基础、无机材料科学基础等。推荐院校:华南理工光电研究所、南昌大学太阳能光伏学院、复旦电光源研究所、上海交通大学、合肥工业大学、南开大学的光屯子所、四川大学的材料科学系、常州大学等。
新能源材料与器件专业的毕业生可以在新能源、新材料、节能环保等新兴产业以及电力、通讯、交通、医疗等领域从事技术开发、工艺和器件设计以及管理的工作。当前的技术前沿包括高能储氢材料、聚合物电池材料、中温固体氧化物燃料电池、反应堆核能材料、多晶薄膜太阳能电池材料等。研究单位有中科院固体物理研究所、中科院清洁能源实验室、湖南正源储能材料与器件研究所、南开大学光电所、中科院宁波材料技术与工程研究所等。另外,该专业的毕业生也可进入企事业单位从事新能源材料的测试技术与分析方法、研究新工艺、提高和改善材料性能及其制备、销售的工作,如比亚迪、贝特瑞、邦凯、聚和源等。
新能源材料与器件专业还没有毕业生。目前国内以各种动力电池的研究为主,地热、新能源汽车、生物质能的开发等,都没有形成市场化、产业化。再者,新专业在求职时可能不太会被认可像材料学下属的老牌专业冶金是可以做新能源器件的,而做器件的却做不了冶金,两者是包含与被包含的关系,容易被代替。许多公司都没听过这个新专业,更不知道这个专业的毕业生会做什么,自然是不敢冒险的。该专业的本科学习主要以操作为主,而博士主要以研究为主。