第一章 前言及新能源介紹 (1)

1、LOGO新能源汽車動(dòng)力電池技術(shù)新能源汽車動(dòng)力電池技術(shù)主講教師：籍少敏主講教師：籍少敏Email: 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院主要內(nèi)容主要內(nèi)容v 第一章第一章 前言及能源介紹前言及能源介紹 (2)v 第二章第二章 新能源汽車背景知識(shí)（新能源汽車背景知識(shí)（4）v 第三章第三章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ) (8) 3.1 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 （3） 3.2 可逆電池可逆電池 （3） 3.3 電解與極化電解與極化 （2）v 第四章第四章 新能源汽車動(dòng)力電池概述新能源汽車動(dòng)力電池概述 （2）v 第五章第五章 鋰離子電池技術(shù)鋰離子電池技術(shù) (12) 5.1 鋰離子電池原理與發(fā)展現(xiàn)狀鋰離子電池原理與發(fā)

2、展現(xiàn)狀 （2） 5.2 鋰電池正極材料及合成方法鋰電池正極材料及合成方法 （3） 5.3 鋰電池負(fù)極材料及合成方法鋰電池負(fù)極材料及合成方法 （3） 5.4 鋰電池電解質(zhì)材料鋰電池電解質(zhì)材料 （2） 5.5 鋰電池隔膜技術(shù)鋰電池隔膜技術(shù) （2） 5.6 鋰電池安全性及影響因素分析（鋰電池安全性及影響因素分析（2）v 第六章第六章 燃料電池技術(shù)燃料電池技術(shù) (2) 6.1 燃料電池原理及發(fā)展現(xiàn)狀燃料電池原理及發(fā)展現(xiàn)狀 6.2 燃料電池電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展概況燃料電池電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展概況v 第七章第七章 超級(jí)電容器超級(jí)電容器 (4) 7.1 超級(jí)電容器原理及發(fā)展現(xiàn)狀（超級(jí)電容器原理及發(fā)展現(xiàn)狀（2） 7.

3、2 超級(jí)電容器市場(chǎng)前景及應(yīng)用領(lǐng)域概況（超級(jí)電容器市場(chǎng)前景及應(yīng)用領(lǐng)域概況（2）v （一）推薦教材（一）推薦教材v 崔勝民、韓家軍著，崔勝民、韓家軍著，新能源汽車概論新能源汽車概論，北京大學(xué)出版社，北京大學(xué)出版社，2011v 鄒政耀、王若平著，鄒政耀、王若平著，新能源汽車技術(shù)新能源汽車技術(shù)，國防工業(yè)出版社，國防工業(yè)出版社，2009v 李興虎著，李興虎著，電動(dòng)汽車概論電動(dòng)汽車概論，北京理工大學(xué)出版社，北京理工大學(xué)出版社，2005年年v （二）閱讀書目（二）閱讀書目 v 阿倫阿倫J巴德、拉里巴德、拉里R?？思{著，邵元華、朱果譯、董獻(xiàn)堆、張?？思{著，邵元華、朱果譯、董獻(xiàn)堆、張柏林譯，柏林譯，電化學(xué)方法：

4、原理和應(yīng)用電化學(xué)方法：原理和應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)出版社，化學(xué)工業(yè)出版社，2010年年v 李荻主編，李荻主編，電化學(xué)原理電化學(xué)原理，北京航空航天大學(xué)出版社，北京航空航天大學(xué)出版社，2008年年v 郭炳焜、徐徽等著，郭炳焜、徐徽等著，鋰離子電池鋰離子電池，中南大學(xué)出版社，中南大學(xué)出版社，2005年年v 衣寶廉著，衣寶廉著，燃料電池燃料電池原理原理技術(shù)技術(shù)應(yīng)用應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)出版社，化學(xué)工業(yè)出版社，2004年年v 郭炳焜郭炳焜 、李新海、楊松青，化學(xué)電源、李新海、楊松青，化學(xué)電源電池原理及制造技術(shù)，電池原理及制造技術(shù)，中南大學(xué)出版社，中南大學(xué)出版社，2009年年推薦教材和教學(xué)參考資源推薦教材和教學(xué)參考資源v

5、1.2 能源的分類能源的分類v 1.3 世界能源結(jié)構(gòu)與消費(fèi)世界能源結(jié)構(gòu)與消費(fèi)v 1.4 中國能源現(xiàn)狀及趨勢(shì)中國能源現(xiàn)狀及趨勢(shì)v 1.5 新能源新能源v l限制并有計(jì)劃的開采石油和天然氣限制并有計(jì)劃的開采石油和天然氣l發(fā)展原子能發(fā)展原子能l加速開發(fā)利用新能源加速開發(fā)利用新能源l節(jié)流節(jié)流第一章第一章 前言及能源介紹前言及能源介紹教學(xué)要求教學(xué)要求了解能源的利用和發(fā)展；了解能源的利用和發(fā)展；1了解能源結(jié)構(gòu)、分布和消費(fèi)了解能源結(jié)構(gòu)、分布和消費(fèi)2掌握能源材料分類和新能源材料掌握能源材料分類和新能源材料3了解能源材料與環(huán)境關(guān)系了解能源材料與環(huán)境關(guān)系4第一章第一章 前言及能源介紹前言及能源介紹前言前言 發(fā)展新

6、能源汽車緣由發(fā)展新能源汽車緣由v自汽車發(fā)明以來，汽車的動(dòng)力主要依賴于石油，由自汽車發(fā)明以來，汽車的動(dòng)力主要依賴于石油，由此燃燒產(chǎn)生的廢氣對(duì)大氣的污染日益嚴(yán)重，越來越此燃燒產(chǎn)生的廢氣對(duì)大氣的污染日益嚴(yán)重，越來越嚴(yán)格的汽車廢氣排放控制法規(guī)正在頒布和實(shí)施。嚴(yán)格的汽車廢氣排放控制法規(guī)正在頒布和實(shí)施。v在能源方面，世界石油儲(chǔ)量占能源總儲(chǔ)量的在能源方面，世界石油儲(chǔ)量占能源總儲(chǔ)量的1313，據(jù)世界能源理事會(huì)預(yù)測(cè)，按目前的石油開采速度，據(jù)世界能源理事會(huì)預(yù)測(cè)，按目前的石油開采速度，世界石油的開采只能支撐世界石油的開采只能支撐3030多年。顯然，汽車制造多年。顯然，汽車制造業(yè)必須由利用危害生態(tài)環(huán)境的單一能源向開發(fā)

7、使用業(yè)必須由利用危害生態(tài)環(huán)境的單一能源向開發(fā)使用多種能源、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)方面轉(zhuǎn)變。多種能源、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)方面轉(zhuǎn)變。v2000年世界人口大約年世界人口大約60億，但億，但2050年人口將增加年人口將增加到到100億，從而汽車數(shù)量將從億，從而汽車數(shù)量將從7億增加到億增加到25億。億。 如如果車輛都使用內(nèi)燃機(jī)，石油哪里來？排氣污染如何果車輛都使用內(nèi)燃機(jī)，石油哪里來？排氣污染如何處理？迫使人們?nèi)ふ铱沙掷m(xù)發(fā)展的交通工具。處理？迫使人們?nèi)ふ铱沙掷m(xù)發(fā)展的交通工具。v面對(duì)節(jié)能與環(huán)保的雙重壓力，近幾年，國內(nèi)外各國面對(duì)節(jié)能與環(huán)保的雙重壓力，近幾年，國內(nèi)外各國主要將研究方向鎖定在替代燃料汽車（醇類、天然主要將研究

8、方向鎖定在替代燃料汽車（醇類、天然氣、氫氣等）和電動(dòng)汽車兩個(gè)主要方向。氣、氫氣等）和電動(dòng)汽車兩個(gè)主要方向。前言前言 發(fā)展新能源汽車緣由發(fā)展新能源汽車緣由1.1 1.1 能源概述能源概述一、一、 能源定義能源定義 可以直接或間接提供人類所需的光、熱、電、動(dòng)力等可以直接或間接提供人類所需的光、熱、電、動(dòng)力等任何形式的載能體資源。任何形式的載能體資源。能源定義目前約有能源定義目前約有20種。例如：種。例如：科學(xué)技術(shù)百科全書科學(xué)技術(shù)百科全書說：說：“能源是能源是可從其獲得熱、光和動(dòng)力之類能量的可從其獲得熱、光和動(dòng)力之類能量的資源資源”；大英百科全書大英百科全書說：說：“能能源是一個(gè)包括著所有燃料、流水

9、、陽源是一個(gè)包括著所有燃料、流水、陽光和風(fēng)的術(shù)語，人類用適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換手光和風(fēng)的術(shù)語，人類用適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換手段便可讓它為自己提供所需的能量段便可讓它為自己提供所需的能量”；日本大百科全書日本大百科全書說：說：“在各種生在各種生產(chǎn)活動(dòng)中，我們利用熱能、機(jī)械能、產(chǎn)活動(dòng)中，我們利用熱能、機(jī)械能、光能、電能等來作功，可利用來作為光能、電能等來作功，可利用來作為這些能量源泉的自然界中的各種載體，這些能量源泉的自然界中的各種載體，稱為能源稱為能源”；我國的；我國的能源百科全書能源百科全書說：說：“能源是可以直接或經(jīng)轉(zhuǎn)換提供能源是可以直接或經(jīng)轉(zhuǎn)換提供人類所需的光、熱、動(dòng)力等任一形式人類所需的光、熱、動(dòng)力等任一形式能

10、量的載能體資源。能量的載能體資源?！笨梢姡茉词强梢?，能源是一種呈多種形式的，且可以相互轉(zhuǎn)換一種呈多種形式的，且可以相互轉(zhuǎn)換的能量的源泉。的能量的源泉。 新能源新能源化石化石能源能源太陽能太陽能電能電能生物質(zhì)能生物質(zhì)能新能源新能源化石化石能源能源太陽能太陽能電能電能生物生物質(zhì)能質(zhì)能二、能源利用與社會(huì)發(fā)展二、能源利用與社會(huì)發(fā)展 人類利用能源的歷史，也就是人類認(rèn)識(shí)和征服人類利用能源的歷史，也就是人類認(rèn)識(shí)和征服自然的歷史。自然的歷史。 (1)火的發(fā)現(xiàn)和利用； (2)畜力、風(fēng)力、水力等自然動(dòng)力的利用； (3)化石燃料的開發(fā)和熱的利用； (4)電的發(fā)現(xiàn)及開發(fā)利用； (5)原子核能的發(fā)現(xiàn)及開發(fā)利用； (6

11、)新能源的開發(fā)與利用。1.1 1.1 能源概述能源概述人類社會(huì)已經(jīng)歷了三個(gè)能源時(shí)期：人類社會(huì)已經(jīng)歷了三個(gè)能源時(shí)期：v 薪柴時(shí)期薪柴時(shí)期：主要以薪柴等生物質(zhì)燃料為主要能源的主要以薪柴等生物質(zhì)燃料為主要能源的 時(shí)代，生產(chǎn)和生活水平極低，社會(huì)發(fā)展緩慢。時(shí)代，生產(chǎn)和生活水平極低，社會(huì)發(fā)展緩慢。v 煤炭時(shí)期煤炭時(shí)期：以煤炭取代薪柴作為主要能源，蒸汽機(jī)成以煤炭取代薪柴作為主要能源，蒸汽機(jī)成為生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿ΓI(yè)迅速發(fā)展，勞動(dòng)生產(chǎn)力增長(zhǎng)很大。為生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿?，工業(yè)迅速發(fā)展，勞動(dòng)生產(chǎn)力增長(zhǎng)很大。v 石油時(shí)期石油時(shí)期：開始了能源利用的新時(shí)期。近開始了能源利用的新時(shí)期。近30年來，世年來，世界上許多國家依靠石油和

12、天然氣，創(chuàng)造了人類歷史上空前界上許多國家依靠石油和天然氣，創(chuàng)造了人類歷史上空前的物資文明。的物資文明。1.1 1.1 能源概述能源概述地球能源的來源：地球能源的來源：來自地球外部天體的能源（主要是太陽能）來自地球外部天體的能源（主要是太陽能） 煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動(dòng)煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代形成的。它們實(shí)質(zhì)上是由古代生植物經(jīng)過漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代形成的。它們實(shí)質(zhì)上是由古代生物固定下來的太陽能。此外，水能、風(fēng)能、波浪能、海流物固定下來的太陽能。此外，水能、風(fēng)能、波浪能、海流能等也都是由太陽能轉(zhuǎn)換來的。能等也都是由太陽能轉(zhuǎn)換來的。

13、 地球本身蘊(yùn)藏的能量地球本身蘊(yùn)藏的能量 如原子核能、地?zé)崮艿取Ｈ缭雍四?、地?zé)崮艿取?地球和其他天體相互作用而產(chǎn)生的能量地球和其他天體相互作用而產(chǎn)生的能量 如潮汐能。溫泉和火山爆發(fā)噴出的巖漿就是地?zé)岬谋憩F(xiàn)。如潮汐能。溫泉和火山爆發(fā)噴出的巖漿就是地?zé)岬谋憩F(xiàn)。1.1 1.1 能源概述能源概述 1.2 能源的分類能源的分類1 一次能源和二次能源（按獲得的方式）一次能源和二次能源（按獲得的方式）一次能源：一次能源：是自然界直接提供的能源是自然界直接提供的能源.二次能源：二次能源：由自然界提供的能源轉(zhuǎn)化而來的能源由自然界提供的能源轉(zhuǎn)化而來的能源.2 再生能源和不可再生能源（按是否再生）再生能源和不可再生

14、能源（按是否再生）可再生能源：可再生能源：對(duì)于一次能源，如太陽能、風(fēng)能等可從自然界源源不斷的得到的能源。對(duì)于一次能源，如太陽能、風(fēng)能等可從自然界源源不斷的得到的能源。不可再生能源：不可再生能源：如煤、石油天然氣以及核燃料等一旦消耗很難再生的能源。如煤、石油天然氣以及核燃料等一旦消耗很難再生的能源。3 清潔能源和非清潔能源（按對(duì)環(huán)境污染）清潔能源和非清潔能源（按對(duì)環(huán)境污染）清潔能源清潔能源：對(duì)環(huán)境無污染或污染很小的能源。如：太陽能、水能、風(fēng)能：對(duì)環(huán)境無污染或污染很小的能源。如：太陽能、水能、風(fēng)能非清潔能源非清潔能源：對(duì)環(huán)境污染較大的能源。如：煤、石油、天然氣等化石能源：對(duì)環(huán)境污染較大的能源。如：

15、煤、石油、天然氣等化石能源4 常規(guī)能源和新能源（按利用程度）常規(guī)能源和新能源（按利用程度）常規(guī)能源：常規(guī)能源：化石燃料、水流能、風(fēng)能等人類早就應(yīng)用的能源化石燃料、水流能、風(fēng)能等人類早就應(yīng)用的能源.新能源：新能源：核能、太陽能、地?zé)崮?、潮汐能等新近才開始利用的能源核能、太陽能、地?zé)崮?、潮汐能等新近才開始利用的能源1.21.2能源分類能源分類一次能源一次能源二次能源二次能源常規(guī)能源常規(guī)能源化石能源化石能源水能、油頁巖水能、油頁巖焦炭、汽油、化學(xué)品、焦炭、汽油、化學(xué)品、電力、蒸汽電力、蒸汽新能源新能源核能、太陽能、地?zé)?、核能、太陽能、地?zé)?、海洋能、風(fēng)能、潮汐海洋能、風(fēng)能、潮汐能、生物質(zhì)能能、生物質(zhì)能

16、二次電池、氫能二次電池、氫能清潔能源清潔能源核能、太陽能、地?zé)帷⒑四?、太陽能、地?zé)?、海洋能、風(fēng)能、潮汐海洋能、風(fēng)能、潮汐能、生物質(zhì)能能、生物質(zhì)能二次電池、氫能二次電池、氫能可再生能源可再生能源太陽能、地?zé)?、海洋太陽能、地?zé)?、海洋能、風(fēng)能、潮汐能、能、風(fēng)能、潮汐能、生物質(zhì)能生物質(zhì)能形成條件形成條件利用技術(shù)利用技術(shù) 現(xiàn)代能源主要出自化石能源現(xiàn)代能源主要出自化石能源(80%)，一直到本世紀(jì)中，一直到本世紀(jì)中，化石能源仍占主導(dǎo)地位，因此提高燃燒效率，減少污染仍為化石能源仍占主導(dǎo)地位，因此提高燃燒效率，減少污染仍為最主要課題。最主要課題。1.3 1.3 世界能源結(jié)構(gòu)與消費(fèi)世界能源結(jié)構(gòu)與消費(fèi)石油區(qū)域區(qū)域1

17、984年年1994年年2004年年中東中東56.565.061.7歐洲歐洲12.77.911.7非洲非洲7.66.59.4中南美中南美洲洲4.88.08.5北美洲北美洲13.48.85.1亞太地亞太地區(qū)區(qū)4.03.83.52004年總儲(chǔ)量為年總儲(chǔ)量為11886億桶億桶（1桶桶*0.739密度密度/6.29=0.1175噸）噸）表1 世界石油資源探明可采量分布1.3 1.3 世界能源結(jié)構(gòu)與消費(fèi)世界能源結(jié)構(gòu)與消費(fèi)Oil reserves-to-production (R/P) ratios （儲(chǔ)采比）（儲(chǔ)采比）Major oil trade movements （貿(mào)易走向）（貿(mào)易走向） 馬六甲海峽

18、馬六甲海峽霍爾木茲海峽霍爾木茲海峽（石油海峽）（石油海峽）天然氣天然氣 區(qū)域區(qū)域1984年年1994年年2004年年中東中東28.431.940.6歐洲歐洲43.644.935.6亞太地區(qū)亞太地區(qū)7.37.07.9非洲非洲6.36.47.8北美洲北美洲10.95.94.1中南美洲中南美洲3.44.14.02004年已探明儲(chǔ)量年已探明儲(chǔ)量179.53億億m3表表2 世界天然氣資源探明可采量分布世界天然氣資源探明可采量分布1.3 1.3 世界能源結(jié)構(gòu)與消費(fèi)世界能源結(jié)構(gòu)與消費(fèi)天然氣儲(chǔ)產(chǎn)比（天然氣儲(chǔ)產(chǎn)比（R/P）天然氣主要貿(mào)易流向天然氣主要貿(mào)易流向煤煤區(qū)域區(qū)域探明儲(chǔ)量探明儲(chǔ)量/億噸億噸占世界比例占世界

19、比例/%儲(chǔ)采比儲(chǔ)采比/年年美國美國246627.1245俄羅斯俄羅斯157017.3500中國中國114512.659印度印度92410.2229澳大利亞澳大利亞7858.62152004年世界已探明儲(chǔ)量年世界已探明儲(chǔ)量9091億噸億噸表3 2004 年世界煤炭資源探明可采量分布世界礦物能源面臨枯竭！世界礦物能源面臨枯竭！1.3 1.3 世界能源結(jié)構(gòu)與消費(fèi)世界能源結(jié)構(gòu)與消費(fèi)區(qū)域區(qū)域石油石油天然氣天然氣煤炭煤炭核能核能水電水電美國美國40.22524.28.12.6日本日本46.912.623.512.64.4德國德國37.423.425.911.41.8英國英國35.638.916.88.00

20、.7法國法國35.815.34.838.65.6加拿大加拿大32.426.29.96.724.8俄羅斯俄羅斯19.254.115.84.86.0印度印度31.77.754.51.05.1巴西巴西44.99.16.11.438.6中國中國22.32.569.00.85.4世界平均世界平均36.8423.6721.176.116.20中國和印度不發(fā)達(dá)國家，仍然以煤炭為主。中國和印度不發(fā)達(dá)國家，仍然以煤炭為主。表表4 2004年世界主要國家能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)年世界主要國家能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)能源消費(fèi)全世界化石燃料的消耗情況全世界化石燃料的消耗情況 化石燃料使用量 （換算為石油，2001年預(yù)測(cè)） 煤 221，200

21、萬噸/年 （70.1噸/秒） 石油 351，100萬噸/年 （111.3噸/秒） 天然氣 223，300萬噸/年 （ 70.8噸/秒） 現(xiàn)代的生活是以迅速地消耗這些寶貴的資源支撐著?，F(xiàn)代的生活是以迅速地消耗這些寶貴的資源支撐著。如果繼續(xù)以現(xiàn)在的速度使用石油，那么在短短的如果繼續(xù)以現(xiàn)在的速度使用石油，那么在短短的4242年年之后，現(xiàn)已探明的石油將被消耗殆盡。之后，現(xiàn)已探明的石油將被消耗殆盡。v 我國能源的利用特點(diǎn)我國能源的利用特點(diǎn)2007年電能消費(fèi)年電能消費(fèi)1.4 1.4 中國能源現(xiàn)狀及趨勢(shì)中國能源現(xiàn)狀及趨勢(shì) 在消費(fèi)量中所占比例在消費(fèi)量中所占比例/ % 年年 份份 消費(fèi)量消費(fèi)量/萬噸萬噸(標(biāo)準(zhǔn)煤

22、標(biāo)準(zhǔn)煤) 煤煤 炭炭 石石 油油 天然氣天然氣 水水 電電 1955 1960 1970 1980 1990 1998 2000 2002 6 968 30 189 29 291 60 275 98 703 136 000 130 297 148 000 93.0 93.9 80.9 72.2 76.2 71.6 66.1 66.0 4.9 4.1 14.7 20.7 16.6 19.8 24.6 23.4 0.5 0.9 3.1 2.1 2.1 2.5 2.7 2.1 1.5 3.5 4.0 5.1 6.5 6.8 7.8 標(biāo)準(zhǔn)煤標(biāo)準(zhǔn)煤1kg發(fā)熱量為發(fā)熱量為29260kj的煤的煤例：某原煤的

23、發(fā)熱量為例：某原煤的發(fā)熱量為20920kj/kg，則，則1kg這種原煤相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤：這種原煤相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤： 20920/29260 = 0.7150kg人均消費(fèi)量人均消費(fèi)量我國能源的利用特點(diǎn)我國能源的利用特點(diǎn)v 能源資源相對(duì)短缺能源資源相對(duì)短缺 煤炭可采量約煤炭可采量約1160 億噸億噸, 人均可采量人均可采量89.8 噸噸, 為世界為世界1/2, 石油剩余可石油剩余可采儲(chǔ)量采儲(chǔ)量23.8億噸億噸, 人均人均2.6噸噸, 為世界的為世界的1/9, 天然氣剩余儲(chǔ)量天然氣剩余儲(chǔ)量1.23萬億萬億m3,人均人均1074m3, 為世界為世界1/23, 水電可開發(fā)容量水電可開發(fā)容量3.79 億千瓦億千瓦

24、,人均人均0.29千瓦。千瓦。v 石油資源不足石油資源不足 2006 年石油生產(chǎn)年石油生產(chǎn)1. 84 億噸億噸, 消費(fèi)消費(fèi)3. 2億噸億噸, 進(jìn)口已達(dá)進(jìn)口已達(dá)1.36 億噸億噸, 對(duì)外依對(duì)外依存度存度43 %。v 能源生產(chǎn)和消費(fèi)以煤炭為主能源生產(chǎn)和消費(fèi)以煤炭為主：消費(fèi)總量占：消費(fèi)總量占70%左右，污染大，利用左右，污染大，利用率低。率低。v 能源利用效率低能源利用效率低，清潔能源和新能源利用率不高。，清潔能源和新能源利用率不高。我國能源工業(yè)面臨的問題與改善措施我國能源工業(yè)面臨的問題與改善措施面臨為題：面臨為題：v 環(huán)境污染嚴(yán)重；環(huán)境污染嚴(yán)重；v 人均能耗水平低；人均能耗水平低；v 能源建設(shè)周期

25、長(zhǎng)，耗能多；能源建設(shè)周期長(zhǎng)，耗能多；v 新能源占的比例少；新能源占的比例少；v 能源工業(yè)裝備落后。能源工業(yè)裝備落后。1、努力改善能源結(jié)構(gòu)；、努力改善能源結(jié)構(gòu)；2、提高能源利用率；、提高能源利用率；3、加速實(shí)施潔凈煤技術(shù)；、加速實(shí)施潔凈煤技術(shù)；4、合理利用石油和天然氣；、合理利用石油和天然氣；5、加快電力發(fā)展速度；、加快電力發(fā)展速度；6、積極開發(fā)利用新能源；、積極開發(fā)利用新能源；7、建立合理的農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)，扭、建立合理的農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)，扭轉(zhuǎn)農(nóng)村嚴(yán)重缺能局面；轉(zhuǎn)農(nóng)村嚴(yán)重缺能局面；8、改善城市民用能源結(jié)構(gòu)，提高、改善城市民用能源結(jié)構(gòu)，提高居民生活質(zhì)量；居民生活質(zhì)量；9、重視能源的環(huán)境保護(hù)。、重視能源的

26、環(huán)境保護(hù)。1.5 1.5 新能源新能源何為新能源？何為新能源？新能源一般是指太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)?、潮汐等（有新能源一般是指太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)?、潮汐等（有時(shí)成為一次能源），這些能源大多數(shù)情況下不能直接使用，也時(shí)成為一次能源），這些能源大多數(shù)情況下不能直接使用，也不能儲(chǔ)存，必須將它們轉(zhuǎn)換成可使用的能源形式，或?qū)⑺鼈円圆荒軆?chǔ)存，必須將它們轉(zhuǎn)換成可使用的能源形式，或?qū)⑺鼈円赃m當(dāng)?shù)姆绞絻?chǔ)存起來再加以利用。適當(dāng)?shù)姆绞絻?chǔ)存起來再加以利用。新能源材料就是實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)新能源材料就是實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存的材料。換和儲(chǔ)存的材料。1.5 1.5 新能源新能源v 太陽能太陽能：輻射于地面的太陽能：輻射于地

27、面的太陽能1萬萬倍于目前人類所需能源，取之不盡，倍于目前人類所需能源，取之不盡，用之不竭。但密度低用之不竭。但密度低(1kw/m2)，受，受地域和氣候影響大。地域和氣候影響大。v 太陽能可分為光伏能和太陽爐，太陽能可分為光伏能和太陽爐，光電轉(zhuǎn)換效率不高！光電轉(zhuǎn)換效率不高！太陽能熱水器太陽能熱水器太陽能汽車太陽能汽車1.5 1.5 新能源新能源1.5 1.5 新能源新能源幾種新能源材料：幾種新能源材料：（1 1） 太陽能電池太陽能電池（2 2） 熱電材料熱電材料（3 3） 儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫材料（4 4） 燃料電池燃料電池1.5 1.5 新能源新能源 太陽能電池太陽能電池1.5 1.5 新能源新能源

28、太陽能電池太陽能電池最近美國加最近美國加州大學(xué)開發(fā)州大學(xué)開發(fā)出多波段半出多波段半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換材料，其換材料，其轉(zhuǎn)換率高達(dá)轉(zhuǎn)換率高達(dá)37%1.5 1.5 新能源新能源 熱電材料熱電材料1.5 1.5 新能源新能源 儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫材料v BMW公司于公司于1996年在德國斯圖加特的世界氫能源會(huì)議上展示了計(jì)算機(jī)控年在德國斯圖加特的世界氫能源會(huì)議上展示了計(jì)算機(jī)控制的新式氫能源汽車，被稱之為制的新式氫能源汽車，被稱之為“汽車發(fā)展史上的一個(gè)里程碑汽車發(fā)展史上的一個(gè)里程碑”。v BMW745H上采用了上采用了4.4LV8氫氫/汽油雙燃料汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，輸出功率達(dá)，輸出功率達(dá)135kw，最高時(shí)

29、速最高時(shí)速215km/h最大續(xù)航里程達(dá)到最大續(xù)航里程達(dá)到300km。 u資源無窮無盡不存在枯竭問題；資源無窮無盡不存在枯竭問題；u氫的熱值高；氫的熱值高；u燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物 零排放，無污染零排放，無污染 ，可循可循環(huán)利用環(huán)利用u氫能的利用途徑多燃燒放熱或電氫能的利用途徑多燃燒放熱或電化學(xué)發(fā)電；化學(xué)發(fā)電；u氫的儲(chǔ)運(yùn)方式多氣體、液體、固氫的儲(chǔ)運(yùn)方式多氣體、液體、固體或化合物。體或化合物。1.5 1.5 新能源新能源 儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫材料氫能與氫能經(jīng)濟(jì)氫能與氫能經(jīng)濟(jì)1.5 1.5 新能源新能源 儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫材料氫能氫能氫源氫源：電解水，熱化工轉(zhuǎn)化：電解水，熱化工轉(zhuǎn)化 細(xì)菌分解水等細(xì)菌分解水等儲(chǔ)氫與氫的運(yùn)

30、輸儲(chǔ)氫與氫的運(yùn)輸不同儲(chǔ)氫材料能量密度與汽油的對(duì)比不同儲(chǔ)氫材料能量密度與汽油的對(duì)比 不同儲(chǔ)氫材料的能量密度不同儲(chǔ)氫材料的能量密度最近美國研制出最近美國研制出鋰硼氫化物鋰硼氫化物有可有可能滿足要求能滿足要求1.5 1.5 新能源新能源 儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫材料NiMH二次電池（二次電池（鎳氫電池鎳氫電池）產(chǎn)生：產(chǎn)生： 20世紀(jì)世紀(jì)60年代末，儲(chǔ)氫合金的發(fā)現(xiàn)。年代末，儲(chǔ)氫合金的發(fā)現(xiàn)。 儲(chǔ)氫合金在吸放氫的過程中伴有電化學(xué)效應(yīng)、熱效應(yīng)等。儲(chǔ)氫合金在吸放氫的過程中伴有電化學(xué)效應(yīng)、熱效應(yīng)等。 1974年開始儲(chǔ)氫合金作為二次電池的負(fù)極材料年開始儲(chǔ)氫合金作為二次電池的負(fù)極材料的研究。的研究。 1984年解決了合金沖放電

31、過程中容量衰減迅速年解決了合金沖放電過程中容量衰減迅速的問題。的問題。 1987年試生產(chǎn)。年試生產(chǎn)。1.5 1.5 新能源新能源 儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫材料1.5 1.5 新能源新能源 儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫材料1.5 1.5 新能源新能源 儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫材料1.5 1.5 新能源新能源 儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫材料1.5 1.5 新能源新能源 儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫材料 據(jù)德國據(jù)德國汽車與體育汽車與體育雜志報(bào)道，新一代雜志報(bào)道，新一代奔馳奔馳CLKSmart 電動(dòng)雙座微型車明年將使用鋰離子電池。電動(dòng)雙座微型車明年將使用鋰離子電池。目前的車型使用鈉鎳氯化物電池。目前的車型使用鈉鎳氯化物電池。 二次電池二次電池1.5 1.5 新能源新能源

32、 儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫材料 整車重量整車重量75kg，電機(jī)功率，電機(jī)功率180W，鋰離子電池鋰離子電池36V-8Ah，最高時(shí)速，最高時(shí)速25km/h，行程，行程=50km鋰離子電動(dòng)車鋰離子電動(dòng)車1.5 1.5 新能源新能源 儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫材料新型二次電池的研究重點(diǎn)：新型二次電池的研究重點(diǎn)： 1）儲(chǔ)氫材料及金屬氫化物鎳電池（鎳氫電池鎳氫電池）； 2) 鋰離子嵌入材料及液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池鋰離子電池； 3) 聚合物電解質(zhì)鋰蓄電池或鋰離子電池鋰離子電池。 1.5 1.5 新能源新能源 儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫材料1.5 1.5 新能源新能源 燃料電池燃料電池1.5 1.5 新能源新能源 燃料電池燃料電池 燃料電池發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是氫氣的燃料電池發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是氫氣的燃燒反