第五届能源工程、新能源材料与器件国际学术会议(NEMD 2025)
重要信息
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时间地点:2025年5月16-18日丨广西桂林
征文主题
新能源技术与材料 | 能源技术 纳米能源与纳米系统 新型燃料电池及其材料 半导体材料技术 薄膜技术及其应用 光电材料与器件 电子材料与器件 高性能芳香族聚合物材料 |
太阳能发电技术与系统设计 | 太阳能光伏发电系统 光伏系统及并网技术 太阳能电池原理与技术 |
储能技术与材料 | (锂、钠、锌)离子电池原理 储能技术、设备和材料 储能系统开发 |
能源系统集成与节能技术 | 能源系统与设计 LED照明 高效电机 智能电网 |
物理与材料科学基础 | 第一性原理计算 固体物理学 半导体物理与器件 |
能源工程、新能源材料与器件 是当今应对能源危机与气候变化挑战的关键学科方向。它融合了能源科学、材料科学、工程技术与环境科学,旨在开发高效、清洁、可持续的能源系统与材料解决方案,以支撑未来绿色发展与“双碳”战略目标。
一、能源工程概述
能源工程 是以能源的获取、转换、传输、存储与利用为核心的工程学科,覆盖传统能源(如煤炭、石油、天然气)与可再生能源(如太阳能、风能、生物质能、地热能等)的全过程。其主要研究方向包括:
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能源转换技术:如热电转换、光电转换、风能转电等。
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能源系统优化:包括电力系统调度、能源互联网、智能电网等。
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能源储存技术:如电化学储能(电池)、热能储存、氢能储存等。
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能效与节能技术:提升能源使用效率、开发节能装置与工艺。
二、新能源材料研究方向
新能源材料 是实现清洁能源高效获取与利用的核心,其性能直接决定了能源器件的效率、稳定性与可持续性。研究内容主要包括:
2.1 光伏材料
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有机/无机太阳能电池材料:如钙钛矿材料、CdTe、CIGS、硅基太阳能材料等;
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新型薄膜材料:具有轻质、柔性、低成本等优势;
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高效率光吸收与载流子传输材料。
2.2 储能材料
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锂离子电池材料:正极(如LiFePO₄)、负极(石墨、硅碳)、电解质、隔膜等;
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钠离子电池、固态电池:作为下一代储能系统的潜力材料;
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超级电容器材料:如石墨烯、多孔碳、金属氧化物。
2.3 催化与燃料电池材料
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电催化剂:用于电解水制氢、氧还原反应(ORR)等过程;
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质子交换膜材料:提升燃料电池效率;
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氢储存与转换材料:如氢化物、金属有机骨架(MOFs)等。
2.4 热能与热电材料
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热电转换材料:如Bi₂Te₃、PbTe等,可将热能直接转为电能;
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相变储热材料(PCM):用于太阳能建筑、工业余热回收等场景;
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热管理材料:如高导热复合材料、热界面材料等。
三、能源器件开发与集成
能源器件 是将新能源材料工程化并具备实际功能的系统组件,其研究目标是实现高效率、长寿命、低成本、易规模化。主要类型包括:
3.1 太阳能器件
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晶硅太阳能电池模块:效率高,技术成熟;
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钙钛矿太阳能器件:具备高光电转化率和柔性特性,发展迅速;
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光伏-储能一体化系统:实现太阳能捕获、转化与存储的协同优化。
3.2 储能器件
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动力电池系统(如新能源汽车):锂电池模组设计、电池管理系统(BMS)等;
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固态电池与柔性电池:用于可穿戴设备、航空航天等领域;
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大型储能系统:如风光储一体化、电网侧储能、家庭能源站等。
3.3 燃料电池系统
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质子交换膜燃料电池(PEMFC):在新能源汽车、分布式能源等领域应用广泛;
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固体氧化物燃料电池(SOFC):适合高温环境下运行,能效高;
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燃料电池-储氢系统耦合:推进氢能社会建设。
四、前沿热点与发展趋势
4.1 双碳目标驱动的绿色能源转型
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碳达峰与碳中和 战略目标推动传统能源向清洁低碳能源转型;
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各类可再生能源及其配套材料、器件将迎来快速发展期;
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多能源融合与智慧能源系统(如“源-网-荷-储”协同)成为研究重点。
4.2 多功能复合材料的发展
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开发兼具高能量密度、热稳定性与机械柔韧性的复合材料;
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结构功能一体化材料:如能量收集-存储-利用一体化器件。
4.3 数字能源与智能制造融合
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结合人工智能、大数据、数字孪生实现能源系统建模与优化;
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开展新能源器件的智能制造、数字化设计与虚拟测试。
4.4 氢能经济与储能体系建设
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发展高效、安全、低成本的制氢、储氢、用氢材料与设备;
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建设多层次储能体系,支撑大规模可再生能源消纳。
五、应用领域广泛
新能源材料与器件的研究成果广泛应用于:
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新能源汽车:如动力电池、燃料电池、能量回收系统;
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可再生能源发电系统:光伏、风电与储能联动;
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绿色建筑与智慧城市:光伏一体化建筑、热能调控材料;
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航空航天与军事装备:轻质高能储能装置与供能系统;
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移动电子与可穿戴设备:柔性电池、微型能源器件。
六、总结
能源工程、新能源材料与器件 是推动清洁能源革命、实现可持续发展的核心领域之一。它不仅关系到国家能源安全与碳排放控制,还影响未来工业、交通、通信、建筑等多个关键行业的技术走向。随着材料科学、工程技术、人工智能等的持续融合创新,该领域将在实现绿色低碳社会的道路上发挥越来越重要的作用。