能源与储存CME8055

课程内容：

本课程旨在让学生了解现代能源存储和处理系统，内容涉及到传统电池、光电、燃料电池和生物燃料。这些主题将通过工业和运输应用加以说明。课程还将考虑替代能源和可持续能源，并讨论效率和成本问题。

教学大纲：

1、课程将从一次电池和二次电池开始讲解储能技术的发展。讨论铁路和其他运输用途的改进和设计要求（如应急照明系统）。介绍现代锂离子电池、金属氢化物电池（储氢）、固态电池和金属空气电池，并与其在交通和技术系统中的实际应用相联系。介绍系统的效率和 "智能电池"的概念。

2、概述燃料电池的发展历史及其背后的基本动力学和化学热力学。讨论燃料电池的优缺点，介绍各种类型（低温、中温和高温）的燃料电池，以及与燃料电池运行相关的材料选择问题。

3、参照从氢/氧电池到碱/PEM电池的变化，解释应用领域（包括太空旅行）的发展。概述生物燃料电池的现状和前景。

4、介绍生物燃料，涉及固体、液体和气体来源。概述生物醇、生物柴油和合成气的生产。讨论运输中的应用和绿色燃料的开发。

5、介绍光电，其中涉及太阳能电池的基本原理、特性和设计、单结和多结太阳能电池板、太阳能电池的半导电材料。分析独立系统的设计、制造路线和系统开发对环境的影响。

6、介绍替代能源系统、热电系统、珀尔帖效应和塞贝克效应、热电材料（碲化铋、汽车热电发电机和放射性同位素发电机）、热电制冷和热泵。讨论可再生能源的概念。