能源化学工程(通用11篇)
篇1:能源化学工程
能源化学工程
本专业为2011年新增专业。能源化学工程属于一个全新的专业,之前只在化学工程与工艺这个专业里涵盖过一点,主要关注怎么利用能源、对大自然造成较少的伤害。主要研究方向:能源清洁转化 煤化工 环境催化 绿色合成 新能源利用与化学转化环境化工专业培养目标培养掌握化学和能源转化与利用的基本理论、基本知识和基本技能,培养具有良好科学素养、基础扎实、知识面宽,具有创新精神和国际视野的高级专门应用型人才,具备在煤炭行业、电力行业、石油石化行业、生物质转化利用行业从事低碳能源清洁化、可再生能源利用以及能源高效转化、化工用能评价等领域进行科学研究、生产设计和技术管理的能力。专业核心课程无机化学与分析化学、物理化学、有机化学、化工热力学、化工原理、化学反应工程、石油加工工程及实验、有机化工工艺、石油炼制工程概论、能源工程概论、合成燃料化学、可再生能源工程、化工用能评价、合成燃料化工设计、能源转化催化原理、合成燃料工程毕业生适应范围和主要去向本专业的培养目标中强调以“厚基础、宽专业、高素质”为特色,扎实的化学化工基础知识和能源化学工程专业知识使毕业学生能够适应涉及化学、化工、传统和新能源加工等领域的广泛需求。毕业生工作领域包括:煤化工行业、天然气化工行业、电厂化工综合利用行业、生物能源化工行业、固体废物综合处理行业、石油加工行业、石油化工行业、催化剂生产和研发行业。可以在这些行业从事设计、科学研究、技术管理等工作或者继续深造。
篇2:能源化学工程
能源化学工程专业为新增专业。主要研究方向:能源清洁转化、煤化工、石油化工、燃气及天然气工程、环境催化、绿色合成、新能源利用与化学转化环境化工。
中文名
能源化学工程专业
外文名
Energy and chemical engineering
专业类
化工与制药类
专业层次
本科
专业代码
081304T
学科门类
工学
授予学位
工学学士
修业年限
四年
培养目标
本专业主动积极应对我国以及全球范围内对传统能源升级换代、对可再生能源和新能源材料等方向的迫切需求,旨在培养能够对传统能源和绿色可再生能源的科学利用和可持续发展作出突出贡献的领军型人才;培养掌握化学和能源转化与利用的基本理论、基本知识和基本技能,培养具有良好科学素养、基础扎实、知识面宽,具有创新精神和国际视野的高级专门应用型人才,具备在煤炭行业、电力行业、石油石化行业、生物质转化利用行业从事低碳能源清洁化、可再生能源利用以及能源高效转化、化工用能评价等领域进行科学研究、生产设计和技术管理的能力。
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能源化学工程专业概念解析
能源化学作为化学的一门重要分支学科,是掌握煤炭综合利用,了解非煤矿物能源,普及新能源和可再生能源知识、实现能源科学利用和可持续发展的重要科学技术基础。它利用化学与化工的理论与技术来解决能量转换、能量储存及能量传输问题,以更好地为人类经济和生活服务。化学变化都伴随着能量的变化,而能源的使用实质就是能量形式的转化过程。能源化学因其化学反应直接或者通过化学制备材料技术间接实现能量的转换与储存。
该专业开展化石资源优化利用的基础与应用基础研究,重点解决高效新型催化剂研制及其工业放大等重大问题;研发高效、低成本、上规模、环境友好的非石油基醇醚酯合成工艺路线;清洁能源的制备、存储及其转化。研制基于液相反应的新型超级电容器;研发锂离子电池、燃料电池和太阳能电池的新型材料。
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能源化学工程专业主干课程
《无机化学》、《分析化学》、《有机化学》、《物理化学》、《化工原理》、《化工设备机械基础》、《工程制图》、《化工仪表》、《煤化学》、《化工热力学》、《化工反应工程》、《化工分离工程》、主要的专业课有、《能源化工工艺学》、《石油及天然气加工工程》、《煤化工洁净技术》、《生物质转化工艺学》、《化工工艺设计》、《化工节能技术》、《化工安全与环境》等。 [1]
能源化学工程专业知识技能
通过学习,将具备以下几方面的能力:
1. 掌握能源化学学科的基本理论及基础知识,掌握先进的设计方法及工程技术,具有基本的专业素质;
2. 掌握清洁能源的制备、存储及其转化的基本技能;
3. 掌握能源的清洁利用技术、可再生能源的开发利用等方面的技能;
4. 掌握通过现代技术获得最新科技信息的手段,了解能源工程发展的最新动态,具有一定调查研究与决策能力、组织管理能力,具有较强的语言表达能力;
5. 具有熟练使用计算机系统解决实际问题的基本能力。
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能源化学工程就业前景与就业方向
就业前景
本专业的就业前景很好,毕业生工作领域包括:煤化工行业、天然气化工行业、电厂化工综合利用行业、生物能源化工行业、固体废物综合处理行业、石油加工行业、石油化工行业、催化剂生产和研发行业。同时个人建议可以在这些行业从事设计、科学研究、技术管理等工作或继续深造。
就业方向
本专业面向国家战略性新兴产业,有硕士、博士学位授予权(化学工程与技术一级学科)。毕业生可在科研院所或高等院校从事科研教学工作,或在能源化工类相关的企事业单位和政府行政管理部门从事应用基础研究、技术开发、生产技术管理等工作。
篇3:新能源工程机械特点分析
新能源建设近些年在我国取得了飞速的发展, 但是仍然存在着一些问题和不足需要改进, 在建设社会主义和谐社会的新时期下, 对能源建设特点进行分析, 总结对我国的经济建设有着重要的意义。
2 新能源机械设备应用现状分析
(1) 国内外现状国外一些发达国家对新能源工程机械设备十分重视, 其政府在科研经费投入、示范区建设及基础设施等方面给予政策优惠, 为推动新能源工程机械设备的广泛应用创造了良好条件的同时还实现了大批量的产业化。日本小松早在2004年就研制出了世界上第一台混合动力的液压挖掘机, HB205、HB215等型号的混合动力挖掘机目前不仅在其国内进行大批量生产销售, 也已经面向中国等国家进行生产和销售, 沃尔沃L220F混合动力装载机也同样进行批量销售。美国政府对购买新能源工程机械实施减税优惠, 企业购买使用公司所生产的混合动力高空作业车时, 能享受联邦税的减免优惠;日本则对生产低排放、低噪音的环保型新能源工程机械设备生产企业提供税收、融资和售价等多方面的政策优惠, 这在一定程度上鼓励并推动了新能源工程机械设备的发展。
目前我国的新能源机械有纯天然气机械、电驱动机械、混合动力机械等, 我国在新能源工程机械领域已逐步在发展, 并且取得了一定的进展, 体现在以下几个方面:新能源工程机械研发和技术理念已初步形成;部分新能源工程机械已经实现小批量销售且在向产业化发展。例如三一、中联、徐工、柳工、厦工、山河智能等国内大型工程机械企业都或多或少推出了自己的新能源机械。由于我国的新能源工程机械研究与推广起步较晚, 多方面的因素也制约了新能源机械的发展, 例如:政府与企业不够重视、投入不足, 致使我国新能源工程机械依然处于发展的初步阶段, 与国际大企业存在一定差距;此外, 我国相对缺少鼓励新能源工程机械发展的有关政策与方针, 新能源工程机械行业缺乏统一的标准, 国家相关部门与行业协会应通过组织建立新能源工程机械的工艺、性能测试、质量控制、关键技术等标准来规范整个行业, 进而推动发展。
不管是国外还是国内的工程机械行业, 都在逐渐重视新能源机械的发展, 由此可见, 推广新能源工程机械是一种发展趋势, 是工程机械进行可持续发展的必经之路。
(2) 施工企业现状目前施工企业设备种类多且繁杂, 尤其像装载机、挖掘机、起重机、搅拌车等通用机械每个项目每个工地都会需要, 不管使用率还是数量都占比较大, 此类通用设备能耗高、污染大, 由于使用频率高, 且工地作业环境恶劣, 机械易老化, 故障多, 企业更新设备慢, 即使新能源机械发展迅速, 种类繁多, 部分新能源机械技术日趋成熟, 但是施工企业对环境保护意识不强, 对新能源机械认识不深, 只重视设备的初始购置成本, 容易忽略后期使用中带来的经济效益, 因此对于新能源机械的投入比较谨慎, 仍处在观望、试探的阶段, 更多的还是倾向于传统石化燃料的机械。
3 新能源机械设备的应用前景
新能源工程机械多种多样, 不同的种类适用不同的工作环境, 以大功率电动马达来代替发动机驱动的电驱动工程机械, 例如山重建机的JCM921D (电动) 挖掘机就是以电网电能作为动力源, 通过电动机而非传统的柴油机来对外输出功率, 具有高节能、小噪声以及零排放的显著优势, 可适用于隧道、港口和城市建设等有电源的场所。
对于外接电源不够方便的情况下, 可使用双动力工程机械。如英国LUCAS公司的折叠式双动力随车起重机以及国内的双动力挖掘机, 其通过发动机驱动行走, 到达作业区后接入交流电供车载电动机驱动机械进行作业, 不仅节能, 还能降低施工费用、减小噪音。
而天然气机械的推广普及则与加气站的设立密度息息相关, 目前在市区或市郊的拌合站, 由于周边天然气站较多, 适合使用天然气机械, 例如天然气装载机、天然气搅拌车、天然气泵车等, 而一些偏远地区则受加气站数量和工地运输、加气设备的限制, 则不太适合使用, 但是由于天然气设备在节能减排方面有很大的优势, 以天然气为主要能源的新型工程机械设备是社会及行业的必然发展趋势。
4 新能源机械设备的制约因素分析
(1) 能源补给站相对较少每个新能源的推行都是一个漫长的过程, 由于新能源的普及性还无法与传统能源相提并论, 导致新能源的补给站也相对较少, 这就使得新能源工程机械在使用过程中因加气等能源补给困难而影响其正常运行使用, 进而给施工企业造成损失。再者, 天然气只能通过加气站和槽车进行加气, 国内天然气配套设施不完备, 无法进行长期保存, 并且对储存环境要求较高, 一般天然气要储存于-163℃的环境中, 气瓶无法保证绝对隔热, 一旦环境温度升高, 气瓶温度就会随之升高, 其中储存的天然气就会逐渐气化并升压, 到达一定压力就会产生泄漏, 不仅浪费天然气, 还存在一定的安全隐患。
(2) 持续作业时间短电驱动工程机械设备虽然具备不耗油、排气无污染、较小震动噪声和维护简单优势, 但由于蓄电池容量的局限性使电动机的功率受限, 并且其储电量不能维持长时间或者连续作业, 受工作场地制约较大, 而电驱动 (使用电网电源) 机械设备只能在有电源的场所中作业, 这就使得电驱动机械设备在工程施工中受到了一定限制, 目前无法得到广泛应用。
5 结束语
在我国加强经济建设的同时, 新能源的建设也开始被逐渐的重视起来, 通过对新能源工程机械的认识分析奠定了我国新能源技术的施工基础, 对新能源建设有着重大的作用。
摘要:在新时期下, 大力的推进新能源的建设迫在眉睫, 本文将针对新能源建设的工程机械特点进行分析, 仅供大家参考。
关键词:新能源,工程,机械
参考文献
[1]卢秀龙.经济可持续发展与能源供求矛盾[J].福建金融管理干部学院学报, 2011 (03) .
[2]刘峰.孙建业.积极推进我国新能源的开发和利用[J].石油规划设计, 2013 (01) .
篇4:能源与环境系统工程
能源与环境系统工程专业培养的是能源、环境与自动控制三大学科交叉的复合型高级技术人才,这也是它成为特设专业的原因之一。其学科交叉性也体现在其主要课程上:能源与环境系统工程概论、工程热力学、工程流体力学、传热学、电工学、工程力学、工程材料、机械制图、机械设计基础、检测技术与仪表、环境化学、电站锅炉原理、汽轮机原理、泵与风机、热力发电厂、热工控制系统、计算机控制系统、单元机组集控运行、能源动力装置基础、能源动力设备控制等。
就业方向:毕业生可在与火力发电、能源利用与转化相关的各类大中型企业,从事与火电厂热力工程、煤化工、新能源开发、环境保护等能源利用相关领域的设备制造、检修与维护、集控运行、生产管理等方面的工作,也可在学校、科研院所等单位进行相关方面的教学、工程设计等工作。
专业点评:根据我国能源的中长期发展规划,对今后5—10年内能源动力学科专业发展战略提出了要培养具备从事新能源和能源与环境技术工作的人才的要求。要知道,大到三峡工程这样的国家重点项目,小到一个楼盘的规划报批,在动工之前都要经过环境影响评估这个环节。目前从事环境影响评估的人员虽然不少,但相对于国家的需求总量来讲还是有巨大的人才缺口。若能考取环境影响评估工程师,既可以选择到环保部门工作,也可以为相关企业提供环保评估方面的咨询服务或者工程管理服务。
篇5:能源化学工程就业前景
2、工学类专业
专业名称 类别 职位量
1 自动化 自动化类 24.1万
2 计算机科学与技术 计算机类 23.9万
3 材料成型及控制工程 机械类 23.7万
4 信息工程 电子信息类 18.2万
5 软件工程 计算机类 14.7万
6 土木工程 土木类 13.2万
7 宝石及材料工艺学 材料类 9.5万
8 信息安全 计算机类 8.3万
9 电气工程及其自动化 电气类 5.9万
10 智能科学与技术 计算机类 5.6万
篇6:能源化学工程专业考研方向
排名 | 学校名称 | 评估结果 |
1 | 天津大学 | A+ |
2 | 华东理工大学 | A+ |
3 | 清华大学 | A |
4 | 北京化工大学 | A |
5 | 大连理工大学 | A |
6 | 南京工业大学 | A |
7 | 浙江大学 | A |
8 | 北京理工大学 | A- |
9 | 哈尔滨工业大学 | A- |
10 | 南京理工大学 | A- |
11 | 浙江工业大学 | A- |
12 | 华南理工大学 | A- |
13 | 四川大学 | A- |
14 | 中国石油大学 | A- |
15 | 河北工业大学 | B+ |
16 | 太原理工大学 | B+ |
17 | 上海交通大学 | B+ |
18 | 东南大学 | B+ |
19 | 中国矿业大学 | B+ |
20 | 江南大学 | B+ |
21 | 厦门大学 | B+ |
22 | 青岛科技大学 | B+ |
23 | 郑州大学 | B+ |
24 | 武汉工程大学 | B+ |
25 | 中南大学 | B+ |
26 | 重庆大学 | B+ |
27 | 西南石油大学 | B+ |
28 | 西北大学 | B+ |
29 | 西安交通大学 | B+ |
30 | 北京工业大学 | B |
31 | 辽宁石油化工大学 | B |
32 | 沈阳化工大学 | B |
33 | 燕山大学 | B |
34 | 东北石油大学 | B |
35 | 苏州大学 | B |
36 | 合肥工业大学 | B |
37 | 福州大学 | B |
38 | 济南大学 | B |
39 | 武汉科技大学 | B |
40 | 湘潭大学 | B |
41 | 湖南大学 | B |
42 | 广西大学 | B |
43 | 陕西科技大学 | B |
44 | 广东工业大学 | B |
45 | 山西大学 | B- |
46 | 中北大学 | B- |
47 | 内蒙古工业大学 | B- |
48 | 辽宁科技大学 | B- |
49 | 吉林大学 | B- |
50 | 长春工业大学 | B- |
51 | 哈尔滨工程大学 | B- |
52 | 上海应用技术大学 | B- |
53 | 常州大学 | B- |
54 | 华侨大学 | B- |
55 | 南昌大学 | B- |
56 | 山东理工大学 | B- |
57 | 新疆大学 | B- |
58 | 石河子大学 | B- |
59 | 北京工商大学 | C+ |
60 | 天津科技大学 | C+ |
61 | 天津工业大学 | C+ |
62 | 天津理工大学 | C+ |
63 | 河北科技大学 | C+ |
64 | 沈阳工业大学 | C+ |
65 | 上海电力大学 | C+ |
66 | 上海大学 | C+ |
67 | 江苏大学 | C+ |
68 | 安徽工业大学 | C+ |
69 | 山东大学 | C+ |
70 | 郑州轻工业学院 | C+ |
71 | 武汉理工大学 | C+ |
72 | 海南大学 | C+ |
73 | 华北理工大学 | C |
74 | 东北电力大学 | C |
75 | 东华大学 | C |
76 | 南京林业大学 | C |
77 | 安徽理工大学 | C |
78 | 中国海洋大学 | C |
79 | 山东科技大学 | C |
80 | 中山大学 | C |
81 | 贵州大学 | C |
82 | 昆明理工大学 | C |
83 | 西安石油大学 | C |
84 | 兰州大学 | C |
85 | 兰州理工大学 | C |
86 | 江汉大学 | C |
87 | 北京科技大学 | C- |
88 | 东北大学 | C- |
89 | 大连工业大学 | C- |
90 | 沈阳师范大学 | C- |
91 | 黑龙江大学 | C- |
92 | 哈尔滨理工大学 | C- |
93 | 上海师范大学 | C- |
94 | 齐鲁工业大学 | C- |
95 | 河南大学 | C- |
96 | 华南农业大学 | C- |
97 | 电子科技大学 | C- |
98 | 成都理工大学 | C- |
99 | 四川理工学院 | C- |
100 | 西北农林科技大学 | C- |
101 | 兰州交通大学 | C- |
102 | 青岛大学 | C- |
篇7:能源化学工程专业大学排名一览表
能源化学工程专业
排 名 | 高校名称 | 开此专业学校数 |
1 | 北京化工大学 | 60 |
2 | 北京理工大学 | 60 |
3 | 华南理工大学 | 60 |
4 | 中国石油大学(北京) | 60 |
5 | 武汉大学 | 60 |
6 | 华北电力大学 | 60 |
7 | 浙江工业大学 | 60 |
8 | 西北大学 | 60 |
9 | 东北电力大学 | 60 |
10 | 兰州大学 | 60 |
11 | 武汉工程大学 | 60 |
12 | 广西大学 | 60 |
13 | 安徽理工大学 | 60 |
14 | 大连理工大学 | 60 |
15 | 哈尔滨工业大学 | 60 |
16 | 厦门大学 | 60 |
17 | 河北科技大学 | 60 |
18 | 中国石油大学(华东) | 60 |
19 | 常州大学 | 60 |
20 | 东北石油大学 | 60 |
专业解读
本专业着重研究和解决两个方面的问题:一是工程技术方面,主要是以能源化工及相关生产过程中所进行的化学、物理过程为研究对象,针对化学反应原理及过程、化工单元操作、化工过程与设备、化工环保等领域进行研究、模拟,从而对完整能源化工生产及主要生产设备进行优化与设计;二是科学研究方面,主要是针对传统能源的清洁有效利用、新能源的开发、生物质转化等进行研发、设计和应用。目前国家经济的快速发展需要大量的清洁能源作为支撑,也需要大批本专业人才。
随着世界经济的不断发展,人类社会对能源的需求越来越多,尤其是我国将持续第一能源大国的地位。能源化学工程专业与石油、石化、化工等工业的发展密不可分,含碳能源(煤、石油和天然气) 的高效洁净利用及新能源的开发成为未来中国经济可持续发展的关键。为适应建设节约型社会和可持续发展及自主创新战略的需要,随着油(煤)气项目的建设的不断开展,国内对能源化工类人才需求旺盛。急需能源与化工交叉领域的大量人才参与到我国“一带一路”可持续发展战略及振兴东北老工业基地的地方经济建设中。
专业介绍
本专业培养掌握化学和能源转化与利用的基本理论、基本知识和基本技能,具有良好科学素养、基础扎实、知识面宽,具有创新精神和国际视野的高级专门应用型人才,具备在煤炭行业、生物质资源转化行业、石油石化行业、电力行业、新能源行业、环保行业及其它相关行业从事低碳能源清洁化、可再生能源利用以及能源高效转化、化工用能评价等领域进行科学研究、生产设计和技术管理的能力。
学生主要学习能源形成、利用及化学工程等方面的基本理论和基础知识,学科基础课主要学习化工类专业的基础平台四大化学:《无机化学》、《分析化学》、《有机化学》、《物理化学》;专业工程特色的课程:《化工原理》、《化工设备机械基础》、《工程制图》、《化工仪表》等;专业技术基础课程:《煤化学》、《化工热力学》、《化工反应工程》、《化工分离工程》;主要的专业课有:《能源化工工艺学》、《石油及天然气加工工程》、《煤化工洁净技术》、《生物质转化工艺学》、《化工工艺设计》、《化工节能技术》、《化工安全与环境》等。另外还进行化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练,具备对现有企业的生产过程进行模拟优化、革新改造,对新过程进行开发设计和对新产品进行研制的基本能力。
本专业工程特色显著,对能源的形成、加工、利用以及化工单元操作、化工过程与设备、工艺过程系统模拟优化等知识贯穿结合,通过四年学习可使学生具有设计、优化与管理能力。另外,专业口径宽、覆盖面广,使学生具有从事科学研究、初步设计、生产操作的能力。
专业特色
依据化学化工行业、专业标准的基本要求,结合我校产学研一体化的办学特色,注重学生应用能力的培养,培养适应社会经济发展的高素质工程“应用性、工程化”人才。本专业重点培养面向以煤炭、石油、天然气等传统能源的洁净合理化利用,以及生物质等为原料生产清洁能源的人才。
目前本专业所属的化学工程与技术学科具有1个一级学科硕士学位授予权(含5个二级学科硕士学位授予权),1个化学工程领域工程硕士学位授予权。
本专业拥有省级教学名师1名,“辽宁省高等学校优秀人才支持计划”入选者1名,负责的省级精品课4门。
科研实践
本专业的科研、实习、实验、实训条件是依托本校现有的“石油化工工程实践教育中心”(国家级)、“石油化工与材料工程实验教学中心”(省级)、“石油化工虚拟仿真实验教学中心”(省级)。学生在校期间参与创新创业实践活动机会较多,可参加“大学生化工设计竞赛”、“大学生化工实验大赛”、“大学生创新创业大赛”、“数学建模大赛”等多项专业竞赛活动;学生从大学二年级起即可报名进入教师的科研课题组从事具体的科研工作。
就业情况
学生毕业后就业范围广、适应能力强,可在煤炭行业、生物质资源转化行业、石油石化行业、电力行业、新能源行业、环保行业及其它相关行业从事科学研究、装置设计、生产操作、技术管理等工作。
篇8:能源化学工程
一、优化课程结构
创新能力来源于宽厚的基础知识和良好的素质, 仅仅掌握单一的专业知识是很难做到的。因此, 加强学生专业基础教育的内涵更新和外延拓展及构建合理的课程体系非常重要。首先要优化课程结构, 按照“少而精”的原则设置必修课, 增加选修课比重, 允许学生跨系跨专业选修课程。还要提高学生获得信息的手段, 使学生有机会接触各学科发展前沿, 了解科技发展的趋势, 掌握未来变化的规律。
二、优化课堂教学形式
课堂教学是教学的基本组成形式, 学生的创新精神和创新能力的培养也必须渗透到各科教学过程中。教师既是知识的传授者, 也是创新教育的实施者。要结合学生的认知水平和生活体验, 创设新的教学情景导入新课, 营造一个鼓励学生创新的课堂氛围。采用多样的课堂教学形式, 鼓励学生提出不同的见解。加强各学科的相互渗透和交叉综合, 有利于学生整体素质的提高;注意融合学科前沿知识和高新科技, 激发学生的创新精神。
三、探索开放式实验教学体系
充分利用我院省级化学工程实验教学示范中心的仪器设备和师资力量, 探索和完善实施开放式实验教学的方法及其在课堂教学、实验技能竞赛、创新实验设计竞赛、新能源设计竞赛、数学建模竞赛、本科生毕业设计 (论文) 中的应用, 改革和完善实验课程成绩的科学评价体系, 改革实验室管理运行机制, 探索开放实验室的管理方式和体制, 探索保障实验仪器设备不断更新以跟上学科发展的途径, 完善实验仪器设备、实验经费和实验耗材的实验室管理体制。
四、完善学生科技创新体系, 建立校内外创新实践基地
实行学生研究训练计划, 引导学生在教师的指导下进行科研训练;鼓励学生参加教师的科研课题, 与教师合作进行科学研究;实行学生科研立项制度, 从政策和经费上鼓励学生进行科技创新;聘请国内外著名专家学者为学生作学术报告等形式, 使学生了解能源化工专业发展的学术前沿;鼓励学生申报国家创新实验项目, 省、校级挑战杯项目等, 提高学生的科学素质, 培养学生的科学精神。发挥区域经济优势, 签约合作企业, 并对创新设计实验室进行重点投入建设, 本专业已建成国家级石油化工工程实践教育中心和大庆炼化公司的创新实践基地, 为学生创新实践提供了保障。
五、完善评价体系, 建立创新激励机制
评价是教育管理中实施控制的特殊手段, 是教育管理的重要环节。传统培养体系不利于培养创新人才的弊病反映在评价体系上采用简单划一的方式, 未能反映出学生的真实全面的水平和能力。对学生的评价不仅要重视知识的全面性考查, 更要重视创新能力的考查。考试方式多样化, 考试时间自主化。同时建立对学生的创新意识、创新能力、创新成果积极的激励机制, 即对学生的各种创新行为和成果给予正面的激励和奖励。建立专门制度, 从政策导向上鼓励和支持教师在传授知识过程中, 积极探索创新思维能力培养的方法并付诸实践。
六、实践成果
1. 丰富和完善了教育教学研究的改革和实践。
项目在能源化工专业2009级中进行了三年的应用, 收到了良好效果, 极大地推动了其他化工专业类拔尖人才和创新人才的培养和实践, 对促进石油化工类拔尖创新本科人才培养质量的提高发挥了积极的作用。2010年以来, 石油化工类专业承担省级教改项目3项。发表教学研究论文9篇, 主编教材3部;完成了《分离工程》等省级精品课程的建设, 《化工热力学》、《化学反应工程》、《工业催化》3门重点课程建设。
2. 促进了石油化工专学科建设。
石油化工创新拔尖人才培养的改革促进了以化学工程与工艺为主的石油化工类学科建设。目前在学科建设方面已有1个国家级特色专业—化学工艺, 1个国家级战略性新兴产业相关专业—能源化学工程, 1个省重点 (特色) 专业—化学工程。已有1个国家级实践教育平台—国家级石油化工工程实践教育中心, 1个轻烃加工与利用部级重点实验室, 1个石油与天然气化工省重点实验室和1个省级石油化工技术研发中心, 已成为黑龙江省石油化工工程技术人才培养和培训基地。
3. 学生创新实验与竞赛获奖。
通过创新培养体系的实施, 能源化工09-2班25名学生, 8名学生参加国家级大学生创新实验计划, 10余名学生参加国校级大学生创新实验, 公开发表论文7篇, 申请专利2项。英语四级一次性通过率100%, 六级一次性通过率80%;国家二级计算机考试一次性通过率100%, 并有40%的学生自愿考试通过国家三级计算机考试。同时该专业学生积极参加各种竞赛活动, 3名同学获全国大学生化工设计竞赛1等奖, 5名同学获得全国化工设计竞赛二等奖, 2人获得全国英语竞赛三等奖。1人获得2011年“国信蓝点杯”全国软件人才设计与开发大赛黑龙江赛区C语言程序设计三等奖, 1人获得2011年高教杯全国大学生数学建模竞赛二等奖。校级英语竞赛、物理竞赛, 软件设计大赛和挑战杯等获奖30余项。经过系统化、有针对性的培养和严格的考核, 学生的综合素质得到了极大的提高, 班级大多数学生获得了“三好学生”、“优秀学生干部”、“优秀团干部”等荣誉称号。在此基础上班级的学风日益浓厚, 多次获得校级荣誉。
七、理论水平与推广价值
篇9:化学与资源、能源的利用
本节课是《农村中学化学课与综合实践课的整合研究》课题开题会上的一节观摩课。渤海中学的张春生老师在设计《化学与资源、能源的利用》这节课时,在人教版下册第七单元《燃料及其利用》的基础上,充分利用农村丰富的课程资源把学生的直接体验和社会实践有机地整合起来落实到化学教学的课程目标中,改变了传统的教学结构和教学模式,通过专家讲解、实地考察参观、上网搜集材料、课堂交流、设计实验、归纳总结等多种学习方式,为学生创造了自主、合作、探究的学习氛围,让学生亲自体验生活中的化学,培养学生的问题意识和探索精神。让学生在生产、生活中感受探究活动过程,体验学习科学的乐趣。这样的整合既适应了学生个性发展的需要,也适应了社会发展的需要。
以下是张春生老师的教学纪实以及我们对本节课的感想和体会。
教学过程:
1专家讲座。
请学校所在地的玉米加工厂——黑龙江省镜泊湖农业开发股份有限公司太吉集团的技术专家为同学们讲解玉米的用途。
专家:我们生活申的衣、食、住、行,都与我们熟悉的玉米关系密切。第一,我们现在穿的衣服是纯棉的或化纤的,现在的化纤多数都从石油中提炼出来,将来的发展趋势是用玉米淀粉经过化学合成纺纱织布,大家将来穿的衣服是用玉米做的,同学们如果饿了,可以把我们的衣服吃了。(学生哈哈大笑。)第二,同学们知道,我们人体的主要供能物质是淀粉,我们吃的很多食品中都含有玉米淀粉,如火腿肠和一些膨化食品等。第三,我们现在盖房。修路用的重要材料之一是水泥,将来我们将用玉米淀粉合成材料去替代水泥做建筑材料,用玉米淀粉合成材料去做高速公路的路面,防滑耐磨。这些都是玉米进行深加工后的产品。(学生听了都很吃惊。通过专家讲解玉米的用途,激发起学生浓厚的学习兴趣,使学生对玉米深加工充满了好奇和神往。)
2实地参观。
带领学生到太吉集团实地参观,边观看边听技术员讲解各种设备的用途和化学原理,以及深加工生产出的各种产品及用途,并将整个参观过程进行录像。
(学生看了玉米生产出的各种产品后再次受到感染。)
3材料搜集,知识梳理。
通过实地参观、采访、查阅和整理相关资料,学生将所见所闻进行梳理形成汇报材料。
4表达交流,认识提升。
师:通过专家的讲解、现场参观、查阅资料等多种途径,同学们对玉米的综合开发和利用,玉米生产过程中有关资源、能源的利用都有了新的认识,下面进行汇报交流。
(第一组学生将玉米加工产品绘制成图表展示,组内同学根据自己的学习所得进行汇报。)
生:玉米经过化学加工,可以生成蛋白质,蛋白质是由多种氨基酸构成的复杂化合物,是人体细胞构成的基本物质,是机体生成和修复受损组织的主要原料。
生:玉米还可以加工出维生素C,维生素C参与人体各种新陈代谢,增强机体抵抗力。
生:还可以生产葡萄糖,糖类是食物重要组成部分,葡萄糖在人体内酶的作用下缓慢氧化转换成二氧化碳和水并释放出能量,供机体活动和维持体温恒定的需要。
生:还有乙醇,乙醇可以医用消毒,还可以作燃料,现在汽车用的燃料就乙醇汽油,既在一定程度上缓解了能源危机,也起到了环保的作用。
生:玉米芯可以加工成木糖醇,玉米叶可以作纺织品,玉米的茎叶可以生产饲料和燃料。所以玉米有软黄金之称。
师:回答得很好。哪个小组对玉米加工的流程进行了调查7
(第二组学生将参观活动的录像进行了剪辑,用大屏幕展示玉米加工的简单流程进行汇报。)
生:玉米加工的过程主要是:玉米粒→浸泡罐→磨碎→打浆→分离→产品。
生:在玉米粒浸泡,磨碎的过程中发生了物理变化,打浆,分离,制成产品的过程发生的是化学变化。
生:生产过程中用硫磺和水浸泡。
生:生产过程需要大量的水,经过使用后的水,我们应当称之为废水、污水。这些废水、污水不经过处理会产生不良的后果。我家生活在渤海集团附近的拐角村,我家有个鱼池,曾有一段时间,太吉集团的废水未经过处理就排放,这废水随河水进入鱼池中,造成了鱼大量死亡,经济损失严重。
生:我家就在这附近,未经处理的废水进入我家稻田里,造成了水稻的减产。别人家的水稻亩产可达1300~1400斤,我家的却只有800斤左右,加工出的大米在市场上的价格也远远不如别人家,用这种米做出的米饭色泽和口感要差很多。
生:我家住在太吉集团附近,夏天的时候,工厂排放的污水没经过处理,我家都不敢开窗户,因为一开窗户就会闻到难闻的气味,我骑车上学的路上也会闻到这种气味。现在工厂的污水经过了处理,我们现在闻不到那种难闻的气味了。
生:硫酸造成了水质的酸化。我们测量了水样的酸碱度,结果PH≈2我们可以用熟石灰来降低污水的酸性。
生:工厂排放的污水中还含有蛋白质残渣,腐烂后就会产生难闻的气味。这些蛋白质残渣不经过处理就排放,还会引起水体富营养化。
师:那么我们应该如何去治理呢?
生:把废水中的蛋白质提取出来做饲料,既可以使废水中的蛋白质重新得到利用,又可以保护环境。
师:这位同学回答的很好。同学们都有切身体会,在太吉集团的废水没经过处理就排放的那一段日子,确实对我们的日常生活和生产造成了危害,也对我们周围的环境造成了污染。现在好了,太吉集团的废水处理设备投入使用,我们附近的河水越来越清澈,我们周围的空气也越来越清新,再也闻不到难闻的气味了。
师:同学们还知道,在工厂生产的过程中还要用到大量的燃料,哪组的同学太吉集团燃料情况进行了调查,请汇报一下。
生:渤海集团在生产过程中要了用到大量的燃煤,正常情况下每天要燃烧掉180吨煤,这些煤燃烧后会向空气中排放大约7.2吨的二氧化硫,照这样计算每年要向空气中排放2628吨二氧化硫。这是一个不小的数字,而这只是我们附近的一个小工厂,我们上网查阅有关资料,每年全世界排放的二氧化硫达一亿五千万吨,其中80%来自于煤的燃烧。二氧化硫大量排放到空气中不但污染了空气还会产生酸雨。我们小组的其他成员对二氧化硫大量进入空气后产生的危害也进行了调查,下面请他向大家汇报。
生:二氧化硫气体可以对人体的呼吸道造成伤害,引起呼吸道疾病;二氧化硫溶于雨水还会形成酸雨,降落地面导致土壤酸化,导致农作物减产或树木枯死(用大屏幕展示搜集到的图片),也会污染水资源(导致鱼虾死亡),腐蚀建筑物。(展示图片。)
师:听到以上数字,看到以上图片后,同学们现在有什么感想?
生:化工生产要消耗大量的化石能源,我们经过查阅资料,进行计算,根据我国煤、石油、天然气的储量和年消耗量,煤的开采还可以维持112年,石油可以维持10年,天然
气可以维持51年,就是说当我们30岁左右时,石油就已耗尽,所以我们应该合理使用现有能源,并努力开发新能源,如太阳能、风能、地热、海底可燃冰等。
生:化工生产要燃烧大量的煤,产生大量的二氧化硫污染了空气,化工生产过程中也会排放大量的废气,对我们生存的环境造成污染,所以在使用燃料时应对燃料进行脱硫处理,减少二氧化硫向空气排放,工厂的废气也应经过处理达标后再排放。
师:好,你们在这次活动中还真是收获不小,请谈一下感受吧。
生:通过这次实践活动我知道了玉米经过加工可以制成很多产品,如淀粉、乙醇、乙酸、蛋白质、葡萄糖,尤其是玉米纤维和建筑材料,真没想到我们非常熟悉的玉米有这么多用途。
生:利用自然界现有的资源或能源通过化工生产可以生产出多种产品,可以方便我们的生活,提高生活质量。
生:我要好好学习化学,丰富知识,长大以后服务农村,改善农村环境、生活条件,提高农作物产量,为建设社会主义新农村贡献自己的一份力量。
师:以上同学说的都很好,同学们也意识到了我们的生活正在受到资源匮乏,能源危机,环境污染严重的威胁,让我们用一句话作为这节课的结束语:“爱护资源,保护环境,人人参与,共创美好家园。”
反思:
一、化学课与综合实践课整合在整合课程资源及转变教学方式上具有多种优势,是对新型课堂教学模式的一种尝试,也是对课改理念的一种践行
1培养了学生多方面的能力。学生在整个活动中所需材料和知识,除了在教师帮助下获取外,学生自己可通实地考察或咨询、通过相关的实验、运用有关图书资料或直接上网获取信息,这些途径都有利于培养学生收集信息的能力和处理信息的能力;学生在亲身实践中明确了自己的责任,培养了合作精神和人际交往能力;同时,学生科学探究意识和能力也在自主获取知识与技能的同时得到了发展。
2明显转变教师的教学方式和学生的学习方式。教师在教学过程中不再是单一的知识传授者,更多的是课程实施过程中的组织者、引导者和合作者。教师通过任务驱动,激发学生的求知欲,引导学生体验、探究、发现性学习。教师不再是教学中的“主角”,而是走到“幕后”成为一名“导演”,在实践活动中和学生同学习、共成长。学习方式的改变使学生成为学习的主人,赋予学生社会责任感,激发学生的学习兴趣和参与意识,使学生学得快乐,学得自由,体验着在做科学中学科学的乐趣。
3促进了化学教师的专业化发展。化学课与综合实践课整合使课程的内容具有了很强的社会性和实践性,学科知识相互交叉、相互渗透,远远超出教材的范围。教师在整合课程资源时不仅要熟悉教材、把握“课程标准”,还要收集处理多方面的信息;这个过程迫使教师不断更新本专业知识,拓宽自己的知识面,注意对平时素材的积累,逐步学会应对各种新的情况,掌握处理各种问题的技巧和方法,提高自己分析问题和解决问题的能力。
二、教学实施中教师需要注意的几个问题
1教师要认真研究“课程标准”和教材,针对学生的基础知识、兴趣爱好、社区背景和自然条件确立所要整合的课题。
2教师要对整个活动内容进行周密的计划和安排,对活动的实施进行精心的组织,并有针对性地进行指导、点拔和督促才能使活动得以正常开展。
3教师需要关注和保护学生的热情,同时要与家长沟通,争取家长和社会的理解和支持。充分利用学生生活中的化学资源,把化学课与综合实践课有机地整合起来,通过专家讲解、实地考察参观、上网搜集材料;课堂交流、设计实验、归纳总结等多种学习方式,为学生创造了自主、合作、探究的学习氛围,让学生亲自体验生活申的化学,培养学生的问题意识和探索精神。
篇10:工程/机械/能源职位-英文简历
Name: Chan xx
Sex: Male
National: Han
Date of birth: December 1984
Marital status: unmarried
Height: 176cm
Weight: 62kg
Residence: Quanzhou, Fujian Province
Is the location: Fujian, Xiamen
Graduate school: one in Huian
Education: junior high school
Professional Name: CNC Programming - Machinery Manufacturing Class
Year of Graduation:
Work experience: more than five years
Job intentions
The nature of jobs: full-time
Post Category: Engineering / Mechanical / Energy
Job Title: CNC Programming;
Work areas: Xiamen, Fujian;
Treatment requirements: (interview); do not need to provide housing
Reported for duty time:到岗may at any time
Skills expertise
Language Proficiency: Mandarin: Standard
Computer level: General
Educational Background:
Time school qualifications
September - July in a junior high school Huian
Work experience
Company:康茂Plastic Industry Co., Ltd.
Time frame: The 2002 9 months - November
Company nature: private / private companies
Industry: machine building, electrical and mechanical equipment, heavy
Hold office for: cnc machine exercises
Job Description: CNC operator familiar with plastic injection mold, and process
Company:康茂Plastic Industry Co., Ltd.
Time frame: 2004 12 months - June
Company nature: private / private companies
Industry: machine building, electrical and mechanical equipment, heavy
Hold office for: CNC Programming
Job Description: CNC Programming, split electrodes, the electrode map
Company: Ultra-Precision Mold Co., Ltd. Japan
Time frame: 2006 8 months - September
Company nature: private / private companies
Industry: machine building, electrical and mechanical equipment, heavy
Hold office for: CNC Programming
Job Description: CNC Programming, split electrodes, the electrode map
For additional information
篇11:化学与新能源材料一
姓名:欧阳世文 专业:包装工程 班级:1402班 14404200230
学号:
化学与新能源
摘要:当今世界开发新能源迫在眉睫,原因是目前所用的能源如石油、天然气、煤,均属不可再生资源,地球上存量有限,而人类生存又时刻离不开能源,所以,必须寻找新的能源。新能源有别于传统化石能源,具有清洁无污染、安全高效率等优点。而化学新能源是将化学能直接转化成电能,如锂离子电池、燃料电池、电化学电容器等,具有广阔的应用发展前景。本文就化学在氢能源、燃料电池、储氢材料和太阳能电池材料中的研究和应用进行了述评与总结。
关键字:氢能源可燃冰塑料燃料电池储氢材料
1.引言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。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等本文通过对化学在燃料电池、储氢材料和太阳能电池材料中某些关键问题的应用和研究现状的介绍, 旨在希望理论化学在能源的存储与转换这个领域中得到更深入的应用。2.2.1 氢能源作为现有主要燃料的汽油和柴油,生产它们几乎完全依靠化石燃料。随着化石燃料耗量的日益增加,其储量日益减少,终有一天这些资源将要枯竭,这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的、储量丰富的新的含能体能源。氢能正是一种在常规能源危机的出现、在开发新的能源的同时人们期待的新的能源。氢位于元素周期表之首,它的原子序数为1,在常温常压下为气态,在超低温高压下又可成为液态。作为能源,氢有以下特点: 2.1.1.所有元素中,氢重量最轻。在标准状态下,它的密度为0.0899g/L;在-252.7℃时,可成为液体,若将压力增大到数百个大气压,液氢就可变为固态氢。2.1.2.所有气体中,氢气的导热性最好,比大多数气体的导热系数高出10倍,2 因此在能源工业中氢是极好的传热载体。2.1.3.氢是自然界存在最普遍的元素,据估计它构成了宇宙质量的75%,除空气中含有氢气外,它主要以化合物的形态贮存于水中,而水是地球上最广泛的物质。据推算,如把海水中的氢全部提取出来,它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大90O0倍。2.1.4.除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,为142.351kJ/kg,是汽油发热值的3倍。2.1.5.氢燃烧性能好,点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,而且燃点高,燃烧速度快。2.1.6.氢本身无毒,与其他燃料相比氢燃烧时最清洁,除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质,少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境,而且燃烧生成的水还可继续制氢,反复循环使用。2.1.7.氢能利用形式多,既可以通过燃烧产生热能,在热力发动机中产生机械功,又可以作为能源材料用于燃料电池,或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油,不需对现有的技术装备作重大的改造,现在的内燃机稍加改装即可使用。2.1.8.氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现,能适应贮运及各种应用环境的不同要求。由以上特点可以看出氢是一种理想的新的能源。目前液氢已广泛用作航天动力的燃料,但氢能的大规模的商业应用还有待解决以下关键问题:(1).廉价的制氢技术。因为氢是一种二次能源,它的制取不但需要消耗大量的能量,而且目前制氢效率很低,因此寻求大规模的廉价的制氢技术是各国科学家共同关心的问题。(2).安全可靠的贮氢和输氢方法。由于氢易气化、着火、爆炸,因此如何妥善解决氢能的贮存和运输问题也就成为开发氢能的关键。许多科学家认为,氢能在二十一世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的能源。氢能是一种二次能源,因为它是通过一定的方法利用其它能源制取的,而不象煤、石油和天然气等可以直接从地下开采。在自然界中,氢已和氧结合成 3 水,必须用热分解或电分解的方法把氢从水中分离出来。如果用煤、石油和天然气等燃烧所产生的热或所转换成的电分解水制氢,那显然是划不来的。现在看来,高效率的制氢的基本途径,是利用太阳能。如果能用太阳能来制氢,那就等于把无穷无尽的、分散的太阳能转变成了高度集中的干净能源了,其意义十分重大。目前利用太阳能分解水制氢的方法有太阳能热分解水制氢、太阳能发电电解水制氢、阳光催化光解水制氢、太阳能生物制氢等等。利用太阳能制氢有重大的现实意义,但这却是一个十分困难的研究课题,有大量的理论问题和工程技术问题要解决,然而世界各国都十分重视,投入不少的人力、财力、物力,并且业已取得了多方面的进展。因此在以后,以太阳能制得的氢能,将成为人类普遍使用的一种优质、干净的燃料。2.2储氢材料氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的绿色能源及能源载体, 正引起人们越来越广泛的关注, 受到世界各国的高度重视。氢能应用的关键是氢的储运, 而储氢材料则是研究的焦点。美国能源部(DOE)关于储氢材料的应用标准为氢气储存的质量能量密度和体积能量密度应分别达到617wt%和62kgPm。根据氢与材料作用方式, 储氢材料可分为两类。一类是氢以化学吸附储存于材料之中, 这类材料储氢量大, 但脱氢较困难;另一类属物理吸附, 虽储氢能力有限, 但氢易于脱附。理想的储氢材料应是氢以分子状态吸附但吸附能应介于物理吸附与化学吸附之间。近年来, 关于储氢材料的研究层出不穷, 理论研究主要集中在金属氢化物、合金、金属有机骨架及一些新型储氢材料等。储氢的机理 H2在金属或合金的粉末表面吸附,H-H键断裂,H原子侵入到金属原子之间的间隙,形成固溶体,H由外向内进一步扩散,形成饱和固溶体,与剩余H2形成金属氢化物。化学储氢材料:金属氢化物储氢材料,典型的例子是MgH2 , 其理论储氢容量高达717wt% , 且镁的价格低廉, 储量丰富。直接应用MgH2 的主要障碍是脱氢温度高、速度慢。稀土金属合金是较有前途的合金储氢材料, 具有单位体积内高的氢储存容量以及在温和条件下吸附氢的能力。这些合金材料中氢的吸附和脱附性质依赖于 4 合金组成和金属与氢的相互作用。一般来说, 这些合金材料结构较为复杂, 容纳氢的能力取决于多种因素, 如合金中空隙的大小和形状、空隙周围原子的化学性质、氢和配位原子的距离等。Li2N2H 化合物是一种新颖且有前途的具有高质量密度的储氢材料, LiNH2 的分解需要较高的温度。实验表明用Mg 部分替代Li 可降低分解温度。Zhang 等用 PBE 泛函比较研究了LiNH2 和部分Li被K 或Mg 取代后的体系。结果分析揭示, Li 被取代后, 改变了金属与氮成键强度, 使得N-H键减弱。Mg 的影响较K 更为显著, 从微观层次上阐明了实验事实。2.3燃料电池从本质上讲,它是一种电化学的发电装置,等温地按电化学方式,直接将化学能转化为电能而不必经过热机过程,不受卡诺循环限制,因而能量转化效率高,且无噪音,无污染,因此正在成为理想的替代能源。燃料电池的演化过程 2.3.1燃料电池的演化过程燃料电池是一种新型的无污染、高效率汽车、游艇动力和发电设备,在本质上是一种能量转化装置。1839年,格罗夫发表了第一篇有关燃料电池研究的报告。1889年,蒙德和朗格尔采用了浸有电解质的多孔非传导材料为电池隔膜,一铂黑为电催化剂,以钻孔的铂或金片为电流收集器组装出燃料电池。但此后的一段时间里,奥斯卡尔德等人在探索燃料电池发电过程的实验都因为反映速度太慢而使实验没有成功。与此同时,热机研究却取得了突破性进展并成功运用而迅速发展。因此燃料电池技术在数十年内没能取得大的进展。直到1923年,由施密特提出了多孔气体扩散电极的概念,在此基础上,培根提出了双孔结构电池概念,并成功开发出中温度培根型碱性燃料电池。以此为基础,经过一系列发展,这项燃料电池技术得到了突飞猛进的发展。在20世纪60年代由普拉特一惠特尼公司研制出的燃料电池系统,并成功应用于宇航飞行,使得燃料电池进入了应用阶段。2.3.2 燃料电池的基本工作原理燃料电池是一种能量转化装置,它就是按电化学原理,即原电池工作原理,等温地把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为 5 电能,因而实际过程是氧化还原反应。从本质上说是水电解的一个“逆”装置。电解水过程中,通过外加电源将水电解,产生氢和氧;而在燃料电池中,则是氢和氧通过电化学反应生成水,并释放出电能。因此,燃料电池的基本结构与电解水装置是相类似的,它主要由4部分组成,即阳极、阴极、电解质和外部电路。其阳极为氢电极,阴极为氧电极。通常,阳极和阴极上都含有一定量的催化剂,目的是用来加速电极上发生的电化学反应。两极之间是电解质,电解质可分为碱性型、磷酸型、固体氧化物型、熔融碳酸盐型和质子交换膜型等类型。燃料电池的工作原理如下(以磷酸型或质子交换膜型为例):(1)氢气通过管道或导气板到达阳极;(2)在阳极催化剂的作用下,1个氢分子解离为2个氢离子,即质子,并释放出2个电子;(3)在电池的另一端,氧气(或空气)通过管道或导气板到达阴极,同时,氢离子穿过电解质到达阴极,电子通过外电路也到达阴极;(4)在阴极催化剂的作用下,氧与氢离子和电子发生反应生成水;与此同时,电子在外电路的连接下形成电流,通过适当连接可以向负载输出电能。(2)1.3 燃料电池的特点由上所述可知,燃料电池在本质上是电化学转化装置,它能够通过电化学过程直接将化学能转化为电能和热能,因而具有如下优点:1)干净清洁。利于环保,可减少二氧化碳的排放;无噪音,并自给供水;2)高效。由于其转化过程没有经过热机过程,因此效率高。3)适用性。由于污染小,无噪音,可靠,可使用于终端用户,因而可减少各种损失,并节省设备投资。4)可调制性。由于它是组合的结构,因而可以调节,以满足需求。5)燃料多样性。由于燃料可以是氢气、天然气、煤气、沼气的功能碳氢化合物燃料。基于以上特点。燃料电池成为绿色能源技术发展的重点。成为本世纪最有发展前途的技术之一。2 国内外燃料电池的最新进展(3)碱性燃料电池(AFC)AFC技术是第一代燃料电池技术,已经在20世纪60年代就成功地应用于航天飞行领域。它是最早开发的燃料电池技术。目前德国一家公司开发的 AFC 在潜艇动力实验上获得了成功。国内对 AFC 的研究工作是从20 世纪60年代开始的,主要是集中在中科院的下属研究机构。武汉大学和中科院长春应化所在上世纪60年代中期即开始对AFC 进行基础研究。上世纪70年代,由于 6 航天工业的需求,天津电源研究所研制出lkW AFX2系统。与此同时,A 型号(即以纯氢、纯氧为燃料和氧化剂)、B 型号(即以N2H4分解气、空气氧为燃料和氧化剂)燃料电池系统也在中科院大连化物所研制成功。此外,其它的研究机构也都展开了对AFC 的研究。(4)磷酸型燃料电池(PAFC)PAFC也是第一代燃料电池技术,也是目前最为成熟的应用技术。已经进入了商业化应用和批量生产。目前美国、日本、欧洲各国已有100多台200KW 发电机组投入使用或在安装中,最长的已经运行了37000小时。因此已经证实了 PAFC 是高度可靠的电源。只是由于其成本太高,目前只能作为区域性电站来现场供电、供热。国内对 PAFC 的研究工作相对较少。尽管如此,在对 PAFC 的研究过程中仍进行了卓有成效的工作,取得了不俗成绩。如国内学者魏子栋等人在对氧化还原发应的电催化剂研究过程中发现了Fe、Co 对Pt 的锚定效应。(5)熔融碳酸型燃料电池(MCF℃)MCFC 是属于第二代燃料电池技术。目前对MCF℃的研究国家有美国、日本和西欧,主要是应用于设备发电,目前还处于试验阶段。美国对MCFC 的研究单位有国际燃料电池公司和能源研究公司及M—C 动力公司。而日本对 MCFC 的主要是 NEIX)公司、电力公司、煤气公司和机电设备厂商组成的 MCFC 研究开发组。大坂工业技术研究所从1991年开始10kW 的 MCFC 单电池的长期运行试验,到1995年 l1月止,累计运行了4万小时,确证了 MCFC 实用化的可能。德国MTU 宣布在MCFC 技术方面取得了突破。由该公司开发出来的世界上最大的280kW 的单电池还在运行。国内对 MCFC 的研究是中科院大连化物所从 1993年开始的。现在正处于组合电池的研究阶段。而经过多年的艰苦努力与创新突破,上海交通大学科研人员率先在国内成功进行了1~1.5l 的熔融碳酸型燃料电池(M ℃)发电实验,取得了在国外一些国家至少需要6年甚至10年左右时间才能获得的成果。参加项目评审的专家认为,它整体水平达到了当前国内领先水平、国际20世纪90年代初同类技术的先进水平。2.3.4 质子交换膜型燃料电池系统(PEMF℃)PEMFC 是属于第三代燃料电池技术。20 世纪60 年代,美国就已将PEMFC 应用于宇航飞行,但由于技术问题,使得在其发展过程中受到了影响。直到20 世纪80 年代,加拿大Ballad 公司才展开对 PEMFC 的研究工作。并取得了突破性进展。目前开发出来的电池组合功率达到了 7 1000W/L、700W/kg 的指标,因此这一技术引起了各国的广泛关注。目前Ballad 公司在这一技术领域处于领先地位。2.4可燃冰——人类能源的新希望可燃冰的学名为“天然气水合物”,是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80% 99.9% 1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水。科学家估计,海底可燃冰分布的范围约4000万平方公里,占海洋总面积的10%,海底可燃冰的储量够人类使用1000年。随着研究和勘测调查的深入,世界海洋中发现的可燃冰逐渐增加,1993年海底发现57处,2001年增加到88处。据探查估算,美国东南海岸外的布莱克海岭,可燃冰资源量多达180亿吨,可满足美国105年的天然气消耗;日本海及其周围可燃冰资源可供日本使用100年以上。据专家估计,全世界石油总储量在2700亿吨到6500亿吨之间。按照目前的消耗速度,再有50-60年,全世界的石油资源将消耗殆尽。可燃冰的发现,让陷入能源危机的人类看到新希望。重大战略意义下的联手勘测今年6月2日,26名中德科学家从香港登上德国科学考察船“太阳号”,开始了对南海42天的综合地质考察。通过海底电视观测和海底电视监测抓斗取样,首次发现了面积约430平方公里的巨型碳酸盐岩。中德科学家一致建议,将该自生碳酸盐岩区中最典型的一个构造体命名为“九龙甲烷礁”。其中“龙”字代表了中国,“九”代表了多个研究团体的合作。同位素测年分析表明,“九龙甲烷礁”区域的碳酸盐结壳最早形成于大约4.5万年前,至今仍在释放甲烷气体。中方首席科学家、广州海洋地质调查局总工程师黄永样对此极为兴奋,他说,探测证据表明:仅南海北部的可燃冰储量,就已达到我国陆上石油总量的一半左右;此外,在西沙海槽已初步圈出可燃冰分布面积5242平方公里,其资源估算达4.1 万亿立方米。我国从1993年起成为纯石油进口国,预计到2010年,石油净进口量将增至约1亿 8 吨,2020年将增至2亿吨左右。因此,查清可燃冰家底及开发可燃冰资源,对我国的后续能源供应和经济的可持续发展,战略意义重大。黄永样介绍,在未来十年,我国将投入8.1亿元对这项新能源的资源量进行勘测,有望到2008年前后摸清可燃冰家底,2015年进行可燃冰试开采。战略性与危险性共同打造的“双刃剑”迄今,世界上至少有30多个国家和地区在进行可燃冰的研究与调查勘探。1960年,前苏联在西伯利亚发现了第一个可燃冰气藏,并于1969年投入开发,采气14年,总采气50.17亿立方米。美国于1969年开始实施可燃冰调查。1998年,把可燃冰作为国家发展的战略能源列入国家级长远计划,计划到2015年进行商业性试开采。日本关注可燃冰是在1992年,目前,已基本完成周边海域的可燃冰调查与评价,钻探了7口探井,圈定了12块矿集区,并成功取得可燃冰样本。它的目标是在2010 年进行商业性试开采。但人类要开采埋藏于深海的可燃冰,尚面临着许多新问题。有学者认为,在导致全球气候变暖方面,甲烷所起的作用比二氧化碳要大10 20倍。而可燃冰矿藏哪怕受到最小的破坏,都足以导致甲烷气体的大量泄漏。另外,陆缘海边的可燃冰开采起来十分困难,一旦出了井喷事故,就会造成海啸、海底滑坡、海水毒化等灾害。由此可见,可燃冰在作为未来新能源的同时,也是一种危险的能源。可燃冰的开发利用就像一柄“双刃剑”,需要小心对待。3.总结通过以上研究及讨论,化学新能源在理论研究和实际应用上是非常深入的,当然也还存在尚未解决的问题。就中国而言,由于中国新能源等新兴产业方兴未艾,产业前景还是十分诱人的。我国正在制定的新能源发展规划,将把新能源放在战略地位,加强新能源的技术研发,大力增加对新能源产业的投资、创新体制、进新能源的发展。按照规划,到2020年,中国在新能源领域的总投资将超过3万亿元。其中,核电、风电、太阳能发电成为新能源振兴规划的重点发展领域。依此对照,国内新能源产业发展空间巨大。9 【参考文献】: 1.氢能源研究现状——《化学时刊》22卷10期(2008、10)
2、王艳辉、吴迪镛、迟键:氢能及制氢的应用技术现状及发展趋势
3、吴承康、徐建中、金红光:能源的发展战略研究 4、2009/2012年氢能源行业发展前景分析及投资风险预测报告第一章全球氢能源行业发展分析
5、毛宗强:氢能-21世纪的绿色能源,2005[2]科技部:‘973’科技攻关基础研究计划
6、刘江华、方新湘、周华:我国氢能源开发与生物制氢研究现状
7、穆亚玲、王香爱:氢能源研究现状
8、刘江华.氢能源-未来的绿色能源.9、土恒秀,李莉,李晋鲁等.一种新型制氢技术.10、潘健民, 魏运洋, 李永峰, 徐菁利.氢能的重要性和制氢方法浅析
11、《新能源与可再生能源概论》苏亚新化学工业出版社 2006-03
12、《新能源与可再生能源技术——21 世纪能源与动力》李传统 2005-9-1
13、《新能源概论》王革华化学工业出版社 2006-08
14、《石油的色彩》(美)迈克尔·埃克诺米迪斯石油工业出版社 2002-01
15、《性能源:后石油时代的必然选择》钱伯章化学工业出版社 2007-5
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