《新能源材料》课程教学大纲 课程名称：新能源材料 课程类别：选修课 适用专业：材料化学 考核方式：考查 总学时、学分：32学时2学分 其中实验学时：0学时 一、课程教学目的 新能源材料则是指实现新能源的存储、转化和利用以及发展新能 源技术中所要用到的关键材料。属于当前国内外研究开发热点。本课 程设置为材料化学专业方向选修课程。属于化学、物理、材料和能源 等多学科交叉研究领域。主要介绍当前国内国际几大热门能源材料及 最新前沿进展。通过本课程的学习，使学生基本掌握几大热门能源材 料的理论知识和应用基础，进一步加强学科交叉，拓宽材料领域知识。 同时逐步培养学生独立思考和解决生活和生产实践中存在问题的能 力，并通过教学过程中适当融入本学科的最新成果及发展趋势，为培 养高素质材料化学领域高层次人才打下坚实的基础。 二、课程教学要求 1、掌握能源材料的基本概念、分类和特点，理解新能源材料的 基础理论。 2、熟悉各类常用的能源材料及其特点，了解各类能源材料的制 备工艺、工作原理和研究动态。 3、重点学习镍氢电池材料、锂离子电池材料、燃料电池材料和
《新能源材料》课程教学大纲 课程名称：新能源材料 课程类别：选修课 适用专业：材料化学 考核方式：考查 总学时、学分： 32 学时 2 学分 其中实验学时： 0 学时 一、课程教学目的 新能源材料则是指实现新能源的存储、转化和利用以及发展新能 源技术中所要用到的关键材料。属于当前国内外研究开发热点。本课 程设置为材料化学专业方向选修课程。属于化学、物理、材料和能源 等多学科交叉研究领域。主要介绍当前国内国际几大热门能源材料及 最新前沿进展。通过本课程的学习，使学生基本掌握几大热门能源材 料的理论知识和应用基础，进一步加强学科交叉，拓宽材料领域知识。 同时逐步培养学生独立思考和解决生活和生产实践中存在问题的能 力，并通过教学过程中适当融入本学科的最新成果及发展趋势，为培 养高素质材料化学领域高层次人才打下坚实的基础。 二、课程教学要求 1、掌握能源材料的基本概念、分类和特点，理解新能源材料的 基础理论。 2、熟悉各类常用的能源材料及其特点，了解各类能源材料的制 备工艺、工作原理和研究动态。 3、重点学习镍氢电池材料、锂离子电池材料、燃料电池材料和
太阳能电池材料四类能源储存和转化材料的特点。 三、先修课程 材料物理化学、无机化学、有机化学、电化学 四、课程教学重、难点 课程重点：各类新能源材料的结构、工作原理和研究进展。 课程难点：工作原理及结构与性能的关系 五、课程教学方法与教学手段 授课方式：课堂讲授为主。采用讨论式、启发式教学法，开展创 造性教学，培养学生的创新精神和实践能力。 授课手段：多媒体课件，课外辅导，讨论等； 六、课程教学内容 第一章绪论（1学时) 1.教学内容 (1)绿色能源 (2)新能源与新能源材料 (3)新能源材料前景展望 2.重、难点提示 (1)教学重点是能源的划分方式与种类：新能源主要种类及储量、分布：各种新能源所 需核心材料及关键技术： (2)教学难点是如何区分绿色能源和新能源以及一次能源和二次能源： 第二章氢能与储氢材料（4学时)
太阳能电池材料四类能源储存和转化材料的特点。 三、先修课程 材料物理化学、无机化学、有机化学、电化学 四、课程教学重、难点 课程重点：各类新能源材料的结构、工作原理和研究进展。 课程难点：工作原理及结构与性能的关系 五、课程教学方法与教学手段 授课方式：课堂讲授为主。采用讨论式、启发式教学法，开展创 造性教学，培养学生的创新精神和实践能力。 授课手段：多媒体课件，课外辅导，讨论等； 六、课程教学内容 第一章 绪论（1 学时） 1．教学内容 （1）绿色能源 （2）新能源与新能源材料 （3）新能源材料前景展望 2．重、难点提示 (1) 教学重点是能源的划分方式与种类；新能源主要种类及储量、分布；各种新能源所 需核心材料及关键技术； (2)教学难点是如何区分绿色能源和新能源以及一次能源和二次能源； 第二章 氢能与储氢材料（4 学时）
1.教学内容 (1)氢能的利用与开发 (2)氢的制造技术 (3)氢的储存和输运 (4)储氢材料的分类及发展现状 (5)高效纳米储氢材料 2.重、难点提示 (1)教学重点是掌握各种储氢材料的结构、制备方法、工作特性和基本原理： (2)教学难点是储氢的原理和提高储氢能力的技术： 第三章锂离子二次电池材料(6学时) 1.教学内容 (1)正极材料 (2)负极材料 (3)电解质材料 (4)隔膜 (5)锂离子二次电池与纳米技术 2.重、难点提示 (1)教学重点是掌握锂离子电池的基本结构和充放电原理，了解锂离子电池的负极、正 极、电解质、隔膜等材料的类型、性能要求和制备方法： (2)教学难点是锂离子二次电池的工作原理及各种材料的制备方法： 第四章镍氢二次电池材料(6学时) 1.教学内容 (1)高密度球形Ni(O)2正极材料 (2)储氢合金负极材料概述 (3)新型高能储氢负极合金 (4)镍氢电池材料的再生利用 (5)镍氢二次电池与纳米技术 2。重、难点提示 (1)教学重点是掌握镍氢二次电池的基本结构和工作原理，储氢合金负极材料的类型
1．教学内容 (1) 氢能的利用与开发 (2) 氢的制造技术 (3) 氢的储存和输运 (4) 储氢材料的分类及发展现状 (5) 高效纳米储氢材料 2．重、难点提示 (1)教学重点是掌握各种储氢材料的结构、制备方法、工作特性和基本原理； (2)教学难点是储氢的原理和提高储氢能力的技术； 第三章 锂离子二次电池材料（6 学时） 1．教学内容 (1) 正极材料 (2) 负极材料 (3) 电解质材料 (4) 隔膜 (5) 锂离子二次电池与纳米技术 2．重、难点提示 (1)教学重点是掌握锂离子电池的基本结构和充放电原理，了解锂离子电池的负极、正 极、电解质、隔膜等材料的类型、性能要求和制备方法； (2)教学难点是锂离子二次电池的工作原理及各种材料的制备方法； 第四章 镍氢二次电池材料（6 学时） 1．教学内容 （1）高密度球形 Ni(OH)2 正极材料 （2）储氢合金负极材料概述 （3）新型高能储氢负极合金 （4）镍氢电池材料的再生利用 （5）镍氢二次电池与纳米技术 2．重、难点提示 (1)教学重点是掌握镍氢二次电池的基本结构和工作原理，储氢合金负极材料的类型
技术要求和制备方法，镍正极材料的类型、技术要求和制备方法： (2)教学难点是储氢合金负极工作原理和提高能量密度的途径： 第五章 燃料电池材料(6学时) 1.教学内容 (1)燃料电池现状与未来 (2)质子交换膜燃料电池 (3)熔融碳酸盐燃料电池 (4)碱性燃料电池 (5)固体氧化物燃料电池 (6)直接甲醇重整燃料电池 (7)燃料电池与纳米技术 2.重、难点提示 (1)教学重点是掌握各种燃料电池工作原理、基本类型、结构与特点，以及燃料电池材 料的基本性能及其对燃料电池性能的影响： (2)教学难点是固体氧化物和直接甲醇重整燃料电池的工作原理和技术特点： 第六章太阳能及太阳能电池材料(6学时) 1.教学内容 (1)太阳能及太阳能电池简介 (2)晶体硅太阳能电池材料 (3)多晶薄膜太阳电池材料 (4)氧化钛及氧化锌染料敏化太阳能电池 (5)新型太阳能转换材料的开发 2.重、难点提示 (1)教学重点是掌握各种太阳能电池的基本结构和工作原理，掌握太阳能电池材料的主 要种类、制备流程和工艺技术特点： (2)教学难点是太阳能转换机制和新型太阳能转换材料的技术发展特点： 第七章核能材料(3学时) 1.教学内容 (1)概述
技术要求和制备方法，镍正极材料的类型、技术要求和制备方法； (2)教学难点是储氢合金负极工作原理和提高能量密度的途径； 第五章 燃料电池材料（6 学时） 1．教学内容 （1）燃料电池现状与未来 （2）质子交换膜燃料电池 （3）熔融碳酸盐燃料电池 （4）碱性燃料电池 （5）固体氧化物燃料电池 （6）直接甲醇重整燃料电池 （7）燃料电池与纳米技术 2．重、难点提示 (1)教学重点是掌握各种燃料电池工作原理、基本类型、结构与特点，以及燃料电池材 料的基本性能及其对燃料电池性能的影响； (2)教学难点是固体氧化物和直接甲醇重整燃料电池的工作原理和技术特点； 第六章 太阳能及太阳能电池材料（6 学时） 1．教学内容 （1）太阳能及太阳能电池简介 （2）晶体硅太阳能电池材料 （3）多晶薄膜太阳电池材料 （4）氧化钛及氧化锌染料敏化太阳能电池 （5）新型太阳能转换材料的开发 2．重、难点提示 (1)教学重点是掌握各种太阳能电池的基本结构和工作原理，掌握太阳能电池材料的主 要种类、制备流程和工艺技术特点； (2)教学难点是太阳能转换机制和新型太阳能转换材料的技术发展特点； 第七章 核能材料（3 学时） 1．教学内容 （1）概述
(2)改进型水冷堆材料 (3)先进的核燃料的氚增殖材料 2.重、难点提示 (1)教学重点是掌握主要的几种核能材料工作原理和技术特点： (2)教学难点是核能材料工作机制和研究进展： 七、学时分配 教学环节 章目 教学内容 理论教学学时 实验教学学时 绪论 1 0 二 氢能和储氢材料 4 0 三 锂离子二次电池材料 6 0 四 镍氢二次电池材料 6 0 五 燃料电池材料 6 0 六 太阳能及太阳能电池材料 6 0 七 核能材料 3 0 总计 32 八、课程考核方式 1.考核方式：闭卷考试 2成绩构成：卷面成绩 九、选用教材和参考书目 [1] 《新能源材料一基础与应用》，艾德生主编，化学工业出版社，2010 年 [2] 《新能源材料与应用》，童忠良主编，国防工业出版社，2008年 [3] 《新能源材料及其应用技术》，李建保主编，清华大学出版社，2005
（2）改进型水冷堆材料 （3）先进的核燃料的氚增殖材料 2．重、难点提示 (1)教学重点是掌握主要的几种核能材料工作原理和技术特点； (2)教学难点是核能材料工作机制和研究进展； 七、学时分配 章目 教学内容 教学环节 理论教学学时 实验教学学时 一 绪论 1 0 二 氢能和储氢材料 4 0 三 锂离子二次电池材料 6 0 四 镍氢二次电池材料 6 0 五 燃料电池材料 6 0 六 太阳能及太阳能电池材料 6 0 七 核能材料 3 0 总计 32 八、课程考核方式 1.考核方式： 闭卷考试 2.成绩构成： 卷面成绩 九、选用教材和参考书目 [1] 《新能源材料—基础与应用》，艾德生主编，化学工业出版社，2010 年 [2] 《新能源材料与应用》，童忠良主编，国防工业出版社，2008 年 [3] 《新能源材料及其应用技术》，李建保主编，清华大学出版社，2005
年 [4] 《新能源材料》，陈军主编，化学工业出版社，2003年 [5] 《新能源材料》，雷永泉主编，天津大学出版社，2000年
年 [4] 《新能源材料》，陈军主编，化学工业出版社，2003 年 [5] 《新能源材料》，雷永泉主编，天津大学出版社，2000 年
