《新能源材料基础与应用》课程教学大纲
Basement and Application of Materials for New Energy
课程负责人：丁占来 执笔人：丁占来 编写日期：2011年6月
一、课程基本信息
1．课程编号：L070504
2．学分：2学分
3．学时：32（理论32）
4．适用专业：功能材料
二、课程教学目标及学生应达到的能力
《新能源材料基础与应用》是功能材料专业的必修课，是一门理论性和实用性很强的课程。本课程是新能源材料领域综合和前沿知识的论述，突出新能源材料领域涉及的方方面面，有助于推动新能源学科的发展，促进新能源技术与工程的研究。
本课程的教学任务是介绍新型储能材料，锂离子电池材料，燃料电池材料，太阳热利用材料，以及风能、核能等新能源材料。
本课程的教学目标是通过本课程的学习，要求学生比较全面系统地掌握新能源材料的成分、组织结构与性能，了解材料在新能源领域应用的现状及其所发挥的重要作用。通过本课程的学习，为研究开发新能源领域应用的新材料和新技术奠定良好的理论基础。
三、课程教学内容与基本要求
（一）课程简介与绪论（2课时）
主要内容：本课程的性质、任务与教学目标；本课程教学内容；本课程教学方法；本课程教学进程；本课程教学组织；本课程考核形式与基本要求；本课程使用教材、参考书与提供的其他相关课程资源。
1. 基本要求
（1）本课程的性质、任务与教学目标，掌握本课程各章内容结构及其相互关系。
（2）了解新能源的概念，新能源材料基础，新能源材料的应用现状。
（3）在说明本课程的教学方法与教学组织安排，理解本课程中各种新能源材料的共同基础与各自的特点。
2. 学时分配
课程简介与绪论（2课时）
（二）新型储能材料（４课时）
主要内容：储能、储能技术与应用；储热技术基础；相变储能材料基础；新型相变储能材料制备基础及应用的研究进展。
1. 基本要求
（1）了解储能、储能技术与应用；储热技术基础；相变储能材料基础；新型相变储能材料制备基础及应用的研究进展；理解教材内容结构与本课程的学习方法。
（2）本章主要内容的研究性讨论与储能技术的最新研究进展的扩展学习。
2. 学时分配
课堂教学4学时，包括储能、储能技术与应用、储热技术基础（2学时）；相变储能材料基础、新型相变储能材料制备基础及应用的研究进展（2学时）。
3. 课外学习要求
储能与储能技术的扩展阅读。
4. 作业及要求
有关新型相变储能材料制备基础及应用的研究进展综述。
5. 教学方法
课堂教学与研究性学习相结合的方法。
（三）锂离子电池材料（8课时）
主要内容：锂离子电池材料基础与应用；锂离子电池的正极材料；锂离子电池的负极材料。
1. 基本要求
（1）了解锂离子电池材料基础与应用；
（2）掌握锂离子电池的正极材料的种类、结构、性能；
（3）掌握锂离子电池的负极材料的种类、结构、性能。
2. 学时分配
课堂教学8学时。其中，锂离子电池材料基础与应用（2学时）；正极材料（3学时）； 负极材料（3学时）。
3. 课外学习要求
锂离子电池材料的最新研究进展。
（四）燃料电池材料（8课时）
主要内容：氢气利用与燃料电池；碱性燃料电池材料基础与应用；磷酸盐燃料电池材料基础与应用；熔融碳酸盐燃料电池材料基础与应用；固体氧化物燃料电池材料基础与应用；质子交换膜燃料电池材料基础与应用。
1. 基本要求
（1）了解氢气利用与燃料电池的基本概念与基本性质；掌握碱性燃料电池材料基础与应用
、磷酸盐燃料电池材料基础与应用；重点掌握熔融碳酸盐燃料电池材料基础与应用及固体氧化物燃料电池材料基础与应用。
（2）本章主要内容的研讨与点评，即各种燃料电池材料基础与应用。
2. 学时分配
课堂教学8学时。其中，氢气利用与燃料电池、燃料电池技术的发展、材料技术基础与应用（2学时）；碱性燃料电池材料基础与应用、磷酸盐燃料电池材料基础与应用（2学时）；熔融碳酸盐燃料电池材料基础与应用、固体氧化物燃料电池材料基础与应用（2学时）；质子交换膜燃料电池材料基础与应用、直接甲醇燃料电池材料基础与应用、其他类型的燃料电池（2学时）。
3. 作业及要求
查找与燃料电池材料研究相关的研究资料。
4. 教学方法
课堂教学与研究性学习相结合的方法。
（五）太阳能电池材料基础与应用（6课时）
主要内容：光伏效应与太阳能电池、太阳能电池材料及基础应用；晶体硅太阳能电池；非晶硅太阳能电池；碲化镉基太阳能薄膜电池；黄铜矿基太阳能电池。
1. 基本要求
（1）了解光伏效应与太阳能电池的基础知识；掌握太阳能电池材料及基础应用；重点掌握硅太阳能电池、碲化镉基太阳能薄膜电池、黄铜矿基太阳能电池所用材料的种类与性能。
（2）本章主要内容的研讨与点评，即太阳能电池材料及基础应用。
2. 学时分配
课堂教学6学时。其中，光伏效应与太阳能电池（1学时）；太阳能电池材料基础及应用之晶体硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池（3学时）；碲化镉基太阳能薄膜电池、黄铜矿基太阳能电池（2学时）
3. 作业及要求
书写一种太阳能电池材料研究进展综述。
4. 教学方法
课堂教学与研究性学习相结合的方法。
（六）其他新能源材料（4课时）
主要内容：核能关键材料与应用；镍氢电池材料基础与应用；风能与其材料基础；生物质能材料基础与应用；地热能应用。
1. 基本要求
（1）了解核能关键材料与应用；镍氢电池材料基础与应用；风能与其材料基础；生物质能材料基础与应用。
（2）本章主要内容的研讨与点评，即核能关键材料与应用；镍氢电池材料基础与应用；风能与其所用的材料基础。
2. 学时分配
课堂教学4学时。其中，核能关键材料与应用(1学时)；镍氢电池材料基础与应用（1学时）；风能与其材料基础（1学时）；生物质能材料基础与应用、地热能（1学时）。
3. 作业及要求
查找镍氢电池材料相关的研究文献。
4. 教学方法
课堂教学与研究性学习相结合的方法。
五、课程的考核
课程考核由平时作业及听课情况和期末考试成绩2部分组成，分别占课程总成绩的20%和80%。期末考试为闭卷考试，考试范围和要求应符合本教学大纲对各章教学内容的基本要求。
六、本课程与其它课程的联系与分工
本课程的前修课程是材料科学与工程学科门类基础课程《物理化学》、《材料科学基础》等这几门前修课程将为本课程的学习建立必要基础。
七、教材及教学参考书
建议教材：
艾德生，高喆编著.《新能源材料—基础与应用》.化学工业出版社，2010年
建议参考书：
（1）张淑谦，杨京京，童忠良.《新能源材料与应用》.国防工业出版社，2008年
（2）（澳）洛林，狄大卫译.《太阳能电池:工作原理、技术和系统应用》.上海交大出版社，2010年
（3）黄有志，王丽.《太阳能光伏产业:直拉单晶硅工艺技术》.化学工业出版社，2009年
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