对环境影响最小的创新可持续能源技术将成为许多领域突破性发展的催化剂,从更环保的航空到更安全的电动汽车,再到更持久的3C产品。可持续能源技术研究侧重于相关跨学科的前沿研究,包括可持续能源收集和转换技术;高性能储能系统和电动汽车;智能能源分配、智能能源系统与节能策略;氢和电解槽;生物能源,生物动力推进和能源系统,以及能源系统的生命周期分析和回收。
可持续能源与环境的哲学硕士(MPhil)和哲学博士(PhD)课程旨在为可持续能源技术提供坚实的教育和严格的研究培训,以及在我们的校园作为生活实验室和工业合作者进行原型设计和转移原始研究成果。这些项目还将提供充满活力的教学培训,使学生掌握可持续能源技术方面具有竞争力和可转移的技能,以全球视野服务于地区和国家工业。
博士毕业生应具备对所选学科知识的掌握能力,并能综合和创造新知识,对所选学科做出原创性和实质性的贡献。
成功完成博士课程后,毕业生将能够:
确定各种可持续能源技术的科学和工程意义及其对环境的影响;
应用一系列定性和定量研究方法,开展可持续能源技术或颠覆性技术创新的前沿研究;
有效地转移基础研究见解和创新思想,并将其发展为新的领域知识和工程原型;和
表现出独立和批判性思维,培养成长心态,创新精神和全球视野。
博士期间可选的知识补充课程包括但不限于如下所示:
实验设计与分析
本课程旨在介绍实验研究的设计原则和结果统计分析的实用技巧。主题将包括研究假设的构建,统计推断的原理,置信区间估计,以及试验设置中统计方法的差异。它还将向学生介绍实验设计,实验数据提取,验证,比较和不确定性分析的技能和工具。
能源系统的设计与优化
本课程旨在介绍工业过程和能源系统的建筑设计、优化建模和经济评估技术,并培养在能源过程和系统中识别机会和实施基于优化的决策支持工具所需的技能。它涵盖了问题陈述、过程和系统的建模、仿真的求解方法以及单目标和多目标优化策略。主题涵盖过程系统工程,过程和系统建模和仿真,经济评估,优化策略和数据协调。
电池可持续性
可充电电池作为最通用的能源存储技术之一,在从化石燃料向可再生能源的持续转型中发挥着核心作用。本课程将着重于电池的环境足迹、可持续性和诊断。课程将涵盖历史、基础科学和前沿研究。
复杂能源系统建模与仿真
传递现象的主题包括三个密切相关的主题:流体动力学、传热和传质。流体动力学涉及动量的传递,热传递涉及能量的传递,质传递涉及各种化学物质的质量传递。在本课程中,我们将共同研究这三种输运现象。本课程亦会介绍各种求解方法及软体工具,以耦合微分方程的形式处理输运现象方程。将重点介绍几个示例系统(例如,化学和电化学反应器、燃料电池和电池)中的传输现象应用。
温室气体、空气污染物排放及减排
本课程的目的是帮助学生了解温室气体和空气污染物的排放特征及其来源,如何表征和量化不同来源部门的排放,以及如何减少温室气体和空气污染物的排放。主题将包括:温室气体和空气污染物的介绍;能源、工业、交通、家庭等主要行业温室气体和大气污染物排放源的行业特征、采样测量技术和常用的自下而上估算方法;自下而上排放清单的不确定性与验证大数据与创新方法在排放清单编制中的应用以及减少温室气体和大气污染物排放的主要战略和绿色技术。
先进能源材料物理化学
可持续能源的发展在很大程度上依赖于相应关键能源材料的进步。材料的质量和系统的稳定性与相关的物理化学过程密切相关。本课程介绍了关键能源材料的热力学和动力学的主要概念和实际应用。它包括经典和不可逆热力学的基本定律、相平衡、溶液理论、化学反应热力学和动力学、表面现象、扩散等。本课程将使学生对材料的物理化学方面有深刻的见解和理解,并使学生能够在先进的热力学和动力学基础上进行能源材料的合成和能源系统实验。
氢能源和燃料电池
本课程涵盖氢的性质、使用和安全、燃料电池技术及其系统、燃料电池发动机的设计和安全、重型燃料电池发动机的设计和维护。介绍了不同类型的燃料电池和混合动力汽车。系统描述和维护程序侧重于质子交换膜(PEM)燃料电池的重型运输应用。之所以选择PEM燃料电池发动机,是因为它在汽车上的应用前景最广阔,而且在运输方面的应用也是目前很先进的。
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