能源科学技术方向

• 下一代可持续可充电电池系统的设计

• 光催化产氢

• 微纳尺度能源转换与利用

• 用机器学习建立锂电池寿命预测模型

• 电力传输

• 钒液流电池

 

1. 下一代可持续可充电电池系统的设计

当前充电电池的材料主要是锂金属，但目前存在电池膨胀损坏，成本过高的问题。在本项目中，学生将接触前沿知识，并进一步了解锂离子电池如何改变人们的日常生活方式，以及未来的大规模能源储存系统。

相关学科

化学

 

2. 光催化产氢

环境污染、温室效应等问题日益严重，而基于半导体材料的光催化分解水，是十分具有前景的开发清洁可再生新能源的途径。在本项目中，学生将采用基于量子力学的第一性原理计算来筛选具有高活性的半导体材料。

相关学科

物理学、化学、材料学

 

3. 微纳尺度能源转换与利用

在本项目中，学生将利用分子动力学模拟和蒙特卡罗方法来研究尺寸效应和strain rate对纳米器件设备热导率的影响，优化材料内部热导率和界面的设计，提出增大电子器件传热效率在原子尺度材料表征的解决方案。

相关学科

物理学、化学、能源科学技术

 

4. 用机器学习建立锂电池寿命预测模型

随着电动汽车的发展，电化学领域得到了广泛关注。锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。但由于实验工况的差异性，不同锂电池在实际应用中的寿命不同。

 

因此，对基于实测数据对锂电池的寿命进行预测是当今的一个热门的研究方向。本课题旨在让学生通过使用公开数据集，掌握使用数据驱动的方法建立电池寿命预测模型。

相关学科

计算机科学技术、能源科学技术

 

5. 电力传输

电力是目前世界工业中最重要的能源载体，本课题旨在探索时间序列分析与机器学习在电力负荷预测中的基本应用，结合计量经济学原理找到最优竞价策略。课题研究成果可具有指导电力市场供需平衡，安全稳定，节约成本的长远意义。

相关学科

计算机科学、统计学、经济学

 

6. 钒液流电池

能量储存系统不但可以用来平衡电网供给，并且也是转换可持续清洁能源的桥梁，例如风能和太阳能。现如今，美国95%储能仍由落后的泵抽水形式来实现。近十几年来，理论上可以无限扩容的液流电池更是吸引了研究人员们的极大兴趣。

相关学科

能源、物理学