新能源材料的应用现状、问题及发展前景,职称论文

新能源材料的应用现在状况、问题及发展前景,职称论文本篇论文目录导航：【】【】【】新能源材料的应用现在状况、问题及发展前景【】【】新能源发展论文范文：新能源材料的应用现在状况、问题及发展前景内容摘要：随着社会的不断发展，粗放型的传统能源所带来的环境污染问题越来越严重，同时传统能源效率低下的问题一直得不到有效解决。在这样的背景之下，新能源材料作为一种高效的清洁能源收集、转化中介，对于缓和经济发展与环境之间的矛盾，调整能源供需问题起到了重要作用。本文从新能源材料的应用现在状况出发，分析新能源材料在当今社会的应用及存在的一些问题，并预测新能源材料的发展前景。本文关键词语：新能源材料；环境污染，效率；将来发展；Abstract:Withthecontinuousdevelopmentofsociety,theenvironmentalpollutioncausedbyextensivetraditionalenergyisbecomingmoreandmoreserious,andtheproblemoflowefficiencyoftraditionalenergyhasnotbeeneffectivelysolved.Inthiscontext,newenergymaterials,asanefficientcleanenergycollectionandtransformationintermediary,haveplayedanimportantroleinalleviatingthecontradictionbetweeneconomicdevelopmentandtheenvironment,adjustingenergysupplyanddemand.Thisarticlestartsfromtheapplicationstatusofnewenergymaterials,analyzestheapplicationofnewenergymaterialstodayandsomeexistingproblems,andpredictsthedevelopmentprospectsofnewenergymaterials.Keyword:newenergymaterials;environmentalpollution;efficiency;futuredevelopment;1引言新能源材料是指支撑新能源发展的，具有能量转化和储存的功能的材料或构造，当前主要应用在发电，动力等方面，得到广泛应用，但也存在众多问题。因而本文从新能源材料的应用现在状况和发展前景出发，以期为新能源的研究发展提供参考。2新能源材料的应用现在状况2.1光能的应用光能对于人类来讲并不陌生，地球上绝大部分能量除核能外都来太阳光能，当下主要使用的传统能源的根本来源也是光能，能够讲人类对于光能的使用自古有之。当下对于光能的应用主要有几个方面：一是光热利用。其原理是用太阳能集热器将太阳辐射能收集起来并将其转化为热能加以利用。有低温利用和高温利用两种。太阳能热水器是当前使用最为普遍的太阳能产品，是低温利用的应用产品，它利用太阳辐射将水加热，以供日常生活所用。太阳能热水器的优点特别明显，由于它是用太阳能作为能源进行加热，所以相对于电加热和燃气热水器愈加节能环保，且少有其他的花费，同时也比拟安全。在阳光充足的地方，太阳能热水器是一个不错的选择。二是发电利用。从当前发展趋势来看，将来太阳能的大规模利用是用来发电的。当前使用的主要有两种，其一便是是光电转换，也就是我们常讲的太阳能电池，其原理是利用光生伏特效应将太阳辐射直接转换为光能，太阳能发电在我们国家应用较为广泛，如生活中常见的太阳能路灯和卫星的太阳能板等等。三是光化利用。原理是直接利用太阳能分解水制氢，我们最为熟悉的光化利用便是光合作用，植物靠叶绿素将光能转化为化学能，制造了大量氧气和有机物，假如能揭示光化转换的奥秘，便可实现人造叶绿素发电，对我们人类来讲意义重大。2.2风能的应用风能是空气流动所产生的动能，是一种可再生的清洁能源，储量宏大，一年中技术可开发的能量约5.3X10^13千瓦时。且分布较为广泛。当前人类对于风能的应用主要集中于风力发电方面，其原理是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转速度提升，进而促使发电机发电。在我们国家，风能开发潜力宏大。我们国家地域辽阔，海岸线长，风力资源特别丰富，据统计，全国风能总量为3226GW,可供开发的陆上风能总量为253GW.十分在我们国家东南沿海及附近岛屿，有效风能密度在200~300w每平米以上，且风速大于3米每秒全年出现时间在7000h以上。我们国家风力发电始于上世纪80年代，发展相对滞后，但起点较高，截至2022年底，中国累计风电装机容量为2.1亿千瓦，同比增长14%,风力发电量占比达5%以上。当下风力发电在我们国家前景较好，有着国家的大力支持和地方政策的鼓励。在污染问题突出的当下，风能作为一种清洁能源，有着不错的将来发展。2.3热能的应用人类对于热能的利用自古有之，在人类踏上食物链顶端的道路上，使用火能够讲是迈出了一大步。当下人类对于热能的应用可分为两个方面。一是直接利用，也就是热利用，将热能直接用于加热物体，如取暖，熔炼，烘干等。在还未进入电气时代之前，人类对于热能的应用一直都是热利用，能够讲没有热，就没有人类，热是人类赖以生存的根本。二是动力利用，通过各种热动力装置将热能转化为机械能或电能加以利用，为人类的日常生活提供动力。地热能是热能的一种形式，是当下较为热门的热能方面的利用。地热能是由地壳抽取的天然热能来自于地球内部的熔岩，是一种可再生的清洁能源。地热能可以分为地热发电和直接利用两方面。地热发电是地热利用的最重要形式。地热发电原理是将地热能转化为机械能，然后再把机械能转化为电能。而直接利用就是利用地热进行供暖等。我们国家地热资源丰富，且起步探寻求索不算晚，但近30年来进展缓慢。3新能源材料发展存在的问题固然新能源材料在我们国家发展迅猛，但也存在着不少问题。3.1使用环境要求苛刻对于大多数新能源材料来讲，使用环境要求苛刻一直是一个绕不开的问题。新能源材料如今发展缓慢，使用环境要求苛刻是一个主要原因。就以光能应用为例，太阳能具有分散性和不稳定性等缺点，到达地球的太阳能总量很大，但是能流密度却很低，在北回归线附近，即便是夏季天气较为晴朗的情况下，全年昼夜平均只要200w左右，更不要讲冬季和阴天了；同时，由于收到昼夜，季节，天气的条件的影响，到达地面的太阳能既是间断的，又是不稳定的。在这种情况下，就要求太阳能的使用环境光照充足，气候变化不大，且全年晴朗天气较多。又如风能，固然我们国家风能资源特别丰富，但能利用的地区不多，除东南沿海和新疆的少部分地区外，其他地区的风速很难到达风能发电的标准。而风力发电对于风力的要求又比拟高，且风力发电需要大规模的场地来确保发电需要，因而使用环境同样苛刻。3.2转换效率比拟低下，储存方式单一，能量损耗高在当下材料问题的限制之下，新能源材料的效率一直难以提高。同样以太阳能为例，当下实际使用的太阳能相关产品，转化效率在17%左右，这个效率固然已经够盈利了，但实际上仍然比拟低，太阳能是一个宏大的宝库，这样的效率还缺乏以发挥其作用。更何况太阳能的使用环境苛刻，这样的效率还缺乏以取代传统能源的地位。而且新能源材料有一个较大的弊端，那就是当下新能源材料主要关注的是能量转化的问题，而很少关注能量储存的问题，这也是为什么在大力发展新能源材料的当下，传统能源还是那样占据主导地位的主要原因。新能源想要取代传统能源，成为将来的主要能源，就必须与传统能源类似，易于储存，而不是只是转化。就拿风能为例，一旦失去风，那么风能的一切都只是摆设。当下对于这些能源的储存，大部分都只是通过电池进行储存，储存方式较为单一，且储存效率不高。再如太阳能发电和风能发电都是间歇性的，难以调度，且极易受环境的影响，电网要求输入稳定平滑，而风能发电和太阳能发电由于其间歇性，明显不符合这个要求，输入电网后带来的安全隐患较大。同时，能量损耗高同样是制约新能源材料发展的一个重要因素。3.3性价比不高性价比不高同样是新能源材料发展经过中一个较大的问题。新能源材料的性价比主要受几个方面的制约。一是生产成本高。同样以发电为例，2021年光伏发电平均成本已到达8.5美分每kwh,陆上风力发电成本已到达5.6美分每kwh,而燃煤发电的成本可到达3-5美分每kwh,火力发电相对可再生能源来讲仍有优势。二是研究投入大。当下新能源材料存在的最大问题便是难以寻找到一种应用性高的材料，这方面的投入宏大，同时当下制约新能源材料发展的重要因素同样是材料，在材料方面想获得进展需要花费宏大的人力财力和物力。三是使用寿命短。当下市面上大多数新能源材料在使用一定时间后会出现效率下降的问题，同时因环境影响，大多数新能源材料的使用寿命都比拟短。4新能源材料的发展前景针对新能源材料存在的种种问题，我们能够窥探其将来的发展前景。4.1使用场景更为广阔当下新能源材料的使用环境普遍比拟苛刻，因而实用性不高，那么我们能够从此处着手，拓宽其使用场景，以促进其发展。那么，怎样拓宽其使用场景呢？首先，最重要的便是材料。假如能够通过改变其材料，使其对于环境的要求不再那么苛刻，那么使用场景也就不是过于狭隘。其次我以为能够通太多种新能源材料的整合，拓宽其使用场景。这一方面的典型实例便是海岛风力与光伏发电组合使用。在海岛上，晴天时无风，但光照充足，利于光伏发电，而阴天时无光照。但风力强劲，利于风力发电。通过这样的方式，拓宽了风力发电和光伏发电的使用场景。4.2能量转换效率更高层次提高能量转换效率是新能源材料发展最重要的同时最应该研究的方向，毕竟，能量转换效率提高了，很多问题都能够迎刃而解。而提高能量转换效率的最重要做法便是推动相关学科的进步。这一点需要国家的大力支持。技术的发展离不开科学的进步。技术是建在科学的前提上的，首先要把握相关科学理论，才可能实现技术方面的进步。其次，我们能够通过提高能源收集方式来提高其能量转换效率。正如当下大多数新能源材料的利用都是集中起来大规模利用，这是一种较为有效的能源收集方式。除此之外，我们还能够通过减少能量转换时的损耗来提高其转换效率。若新能源材料的能量转换效率提高，那么新能源必将取代传统能源的主导地位，则当下突出的环境污染问题与能源供需问题也将得到很好的解决。4.3新能源材料的经济性适用性更强新能源材料成本高，使用寿命长导致其经济适用性不高。因而我们能够从这两个方面入手提高其经济性，而解决这两个问题的关键同样是材料。近日，美国科学家获得了太阳能电池材料的新突破，成本低，可大量制备，就很好的解决了上面的一些问题。由上，我们能够看出，材料是制约新能源材料发展的重要因素，而将来，新能源材料的发展，也必将以材料为核心。5结束语本文回首了新能源材料的发展背景和应用现在状况，并在这里基础上提出相关对策