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专业介绍

(一)学科内涵

新能源材料与器件学科是一门以物理、化学等自然科学为基础,从分子、原子、电子等多个层次研究物质的物理、化学行为与规律,致力于先进能源材料(如新型锂离子电池材料、新型燃料电池材料和新型太阳能电池材料等)与相关器件开发的工程学科。本学科将应用现代物理和化学的研究方法、研究手段和计算技术,研究能源材料科学中的物理与化学问题,着重研究材料能源转换过程中的微观组织结构和转变规律,以及它们与材料的各种物理、化学性能之间的关系,并运用这些规律改进材料性能,研制新型能源材料,发展材料科学的基础理论,探索从基本理论出发进行能源材料设计、加工和制备。

(二)该学科的理论基础

新能源材料与器件专业涉及的学科领域广泛,属交叉学科,涉及工程热物理、材料物理与化学、材料加工工程、环境工程、物理化学、化学工程、化学工艺、应用化学、能源化学工程等多个学科。新能源材料与器件专业的核心目的旨在推动材料、物理、能源、环境、化工学科的发展及相互交叉与融合,促进清洁能源的高效转化、储存和利用等方面的突破性应用进展,为国家提供高水平的先进储能材料技术和科研成果,并为国家输送从事新能源材料与器件领域的高端人才。因此,新能源材料与器件学的核心理论基础包括两个方面:一是研究能源材料科学中的物理与化学问题所需要的现代物理和化学的研究方法、研究手段和计算技术;一是研究先进能源材料与相关器件开发所需要的现代能源材料设计、加工和制备基础理论。

(三)满足社会对该学科人才需求

能源问题既是国家战略急需,也是国际重大科学前沿。2005Science刊文列举了未来最具挑战性的25个重大科学难题,其中就包括“如何及何时替代石油”这一能源问题。我国《国民经济和社会发展第十二个五年(2011-2015年)规划纲要》明确了七大战略性新兴产业,其中节能环保、新能源、新能源汽车三大产业与能源问题直接相关。因此,能源科学与技术的突破,亟需培养大批高层次科研与技术人才共同参与解决。为了满足社会对该学科人才需求,因此摆在我们眼前的首要任务是加大力度、全面发展高等院校及科研机构的新能源材料与器件学科以培养出更多从事此领域的高等专门人才。