2024/2025
Материалы для альтернативной энергетики
Статус:
Дисциплина общефакультетского пула
Когда читается:
3 модуль
Охват аудитории:
для своего кампуса
Язык:
русский
Кредиты:
3
Контактные часы:
46
Программа дисциплины
Аннотация
Энергия является одним из самых востребованных продуктов, без которого невозможно ни одно современное производство и работа разнообразных приборов, определяющих быт и даже стиль жизни современного человека. Однако производство энергии из углесодержащего сырья сопряжено с загрязнением окружающей среды. В связи с обострением экологических проблем поднимается вопрос о необходимости перехода на новые альтернативные источники энергии. Поэтому актуален вопрос о том, какие источники энергии будут доминировать, возможно, уже к середине нынешнего века. Согласно директивам развития энергетики в развитых странах это будут возобновляемые источники энергии (ВИЭ), среди которых можно выделить солнечные батареи, ветрогенераторы, энергию приливов и отливов. Однако возможность использования этих источников ограничена продолжительностью и стохастичностью природных явлений. Поэтому для обеспечения бесперебойного энергоснабжения необходимо параллельное использование накопителей энергии, наиболее перспективными среди которых можно считать металл-ионные аккумуляторы, редокс батареи и водородный цикл. В каждом из этих устройств нужны свои определенные типы материалов, такие как твердые электролиты, фотовольтаические и электродные материалы, катализаторы, сорбенты, мембраны и пр. Однако кроме устройств, непосредственно производящих энергию, для обеспечения их работы необходим и целый ряд других. Так, например, для обеспечения водородной энергетики необходимо получение водорода (электролиз, конверсия углеводородов, угля или биомассы), его очистка и хранение. И на каждом из этих этапов определяющую роль играют материалы.
Целями освоения дисциплины материалы для альтернативной энергетики являются формирование у обучающихся основ знаний об основных устройствах альтернативной энергетики и материалах, обеспечивающих их работу. В связи с разнообразием этих устройств и материалов, различные его разделы будут читаться несколькими специалистами.
Данный курс будет включать следующие основные разделы:
1. Солнечная энергетика, основные типы используемых в ней материалов.
2. Основные типы металл-ионных аккумуляторов.
3. Проточные батареи.
4. Водородная энергетика и топливные элементы. Системы генерации, очистки и хранения водорода.
5. Обратный электродиализ.