一、专业简介
“清洁能源与低碳技术”微专业紧密对接国家“碳达峰、碳中和”重大战略需求。本专业依托物理、电子、材料、化学、能源、环境等多学科交叉融合的优势,聚焦新能源材料开发、低碳技术创新、碳排放核算与管理等前沿领域,构建了从微观机理研究到宏观系统评估的系统化课程体系。
通过本课程你会学到:新能源材料计算、流体力学仿真、固态电解质研发、生命周期评价、清洁能源技术及清洁能源电力系统与智能电网六大核心模块。
二、培养目标
本微专业旨在培养掌握清洁能源、智能电网与低碳技术核心理论的高素质创新人才。
知识构建:系统学习新能源材料设计、清洁发电并网、储能原理及碳足迹核算等专业知识。
实践能力:强化工程实践,通过材料计算、流体仿真及电力系统仿真等工具,提升新能源开发、装备优化与电力系统分析的实操能力。
问题解决:培养跨学科整合能力,实现从微观材料研发到宏观系统集成的知识延伸,具备解决复杂能源-环境系统问题的创新思维。
职业发展:对接绿色低碳产业链需求,使学生能在新能源、智能电网及碳资产管理等领域胜任研发、设计、运行分析与管理工作,成为具备国际视野的复合型人才。
三、学制、学分与结业要求
学制1年,共12学分,学生在规定时间内修满培养方案规定的全部课程且考核合格后,可获得九江学院清洁能源与低碳技术微专业学习证明书。
四、课程设置与教学计划
共设置6门课程(共192学时,其中理论96学时、实践96学时)。独立开班,每学期集中在周末(例如周六、周日)上课。
课程名称 |
学分 |
总学时 |
学时分配 |
考核 方式 |
开课 学期 |
周学时 |
起止周 |
授课单位 |
讲授 |
实践 |
线上 |
线下 |
新能源材料计算与设计 |
2 |
32 |
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32 |
考察 |
2026-2027(1) |
2 |
1-16 |
理学院 |
计算流体力学与低碳能源 |
2 |
32 |
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32 |
考察 |
2026-2027(1) |
2 |
1-16 |
理学院 |
高压固态电解质与能源材料 |
2 |
32 |
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|
32 |
考察 |
2026-2027(1) |
2 |
1-16 |
理学院 |
生命周期评价(LCA)基础与应用 |
2 |
32 |
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32 |
考察 |
2026-2027(2) |
2 |
1-16 |
理学院 |
清洁能源技术 |
2 |
32 |
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32 |
考察 |
2026-2027(2) |
2 |
1-16 |
理学院 |
清洁能源电力系统与智能电网 |
2 |
32 |
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32 |
考察 |
2026-2027(2) |
2 |
1-16 |
电子信息工程学院 |
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总计 |
12 |
192 |
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192 |
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五、课程简介
序号 |
课程名称 |
课程简介 |
1 |
新能源材料计算与设计 |
本课程聚焦材料基因组方法,系统讲授量子力学、分子动力学等方法在新能源材料研发中的应用。课程内容包括密度泛函理论、分子动力学模拟、晶体结构建模、能带分析、热力学能计算、电荷转移及电子密度分析等核心模块。学生将运用Materials Studio、VASP等专业软件,完成“新型二维材料(如石墨烯、MoS₂)储氢性能的第一性原理计算与筛选”项目,系统掌握从晶体结构构建、几何优化到性质计算的全流程方法,深入理解材料“成分—结构—性能”之间的内在关联,为新能源材料的理性设计奠定理论与实践基础。 |
2 |
计算流体力学与低碳能源 |
本课程聚焦能源利用过程中的流体流动与传热传质问题。教学内容包括CFD基本理论、模型网格划分、数值模拟求解及后处理分析,并结合低碳能源领域的具体案例(如风电场的微观选址、燃料电池内的气体扩散、建筑自然通风节能设计等)开展实战教学。学生将掌握利用Fluent或OpenFOAM等工具对能源系统进行仿真优化,提升设备能效的技能。 |
3 |
高压固态电解质与能源材料 |
聚焦极端条件下新能源材料制备与性能调控,重点服务于下一代固态电池研发。内容包括高压物理学基础、高压实验装置(金刚石对顶砧、大腔体压机)、高压下相变行为、固态电解质致密化烧结、应力调控离子输运、高压电化学原位表征。通过典型高压合成案例(LLZO、LGPS等固态电解质),掌握利用高压手段调控材料晶体结构与离子电导率的方法,理解极端条件在突破储能材料性能天花板中的独特价值。 |
4 |
生命周期评价(LCA)基础与应用 |
面向产品全周期环境负荷评估,讲授碳足迹核算与绿色设计方法。内容包括LCA框架与ISO标准、目标与范围定义、清单分析、影响评价方法、碳足迹核算规范、Gabi/Simapro软件操作、数据质量评估、EPD环境产品声明编制。为低碳认证、碳资产管理及绿色供应链管理提供技术支撑。 |
5 |
清洁能源技术 |
作为微专业的集成应用模块,系统讲授主要清洁能源技术原理与前沿进展。内容包括太阳能光伏(晶硅/钙钛矿)、风力发电系统、锂/钠离子电池、氢能与燃料电池、超级电容器、能源互联网基础、技术经济分析方法、碳交易市场机制。鼓励学生结合前四门课程所学工具,培养跨尺度系统思维与工程实践能力。 |
6 |
清洁能源电力系统与智能电网 |
本课程聚焦高比例清洁能源接入下的电力系统演进,核心涵盖新型电力系统架构、风光互补发电技术、波动性电源对电网频率与电压的影响、电力电子变流器控制、储能系统协同调度,以及智慧感测、大数据分析与需求侧响应在智能电网中的应用。采用“理论授课+仿真模拟+案例实操”相结合的模式。理论环节深入解析电网稳定运行逻辑;仿真环节依托MATLAB/Simulink等软件开展清洁能源并网实验,量化模拟极端工况下的系统响应;案例环节引入“源网荷储”一体化典型工程,探讨微电网与能源互联网的协同优化。 |
六、教学团队简介
姓名 |
出生年月 |
学历 |
职称 |
职务 |
主要从事专业 |
授课课程 |
所在单位 |
程明 |
1984 |
博士 |
讲师 |
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教师 |
计算流体力学与低碳能源 |
理学院 |
杨伦伟 |
1986 |
博士 |
讲师 |
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教师 |
新能源材料计算与设计 |
理学院 |
汪贻高 |
1991 |
博士 |
讲师 |
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教师 |
高压固态电解质与能源材料 |
理学院 |
张伶伶 |
1980 |
博士 |
讲师 |
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教师 |
生命周期评估基础与应用 |
理学院 |
常章用 |
1978 |
博士 |
讲师 |
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教师 |
清洁能源技术 |
理学院 |
曾伟 |
1986 |
博士 |
讲师 |
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教师 |
清洁能源电力系统与智能电网 |
电子信息工程学院 |
七、招生对象及选拔方式
(一)招生计划
2026年招生人数为45人,最低开班人数20人。
(二)招生对象及要求
面向全校全日制本科二、三年级理工科学生,学有余力,无挂科记录,在校期间无违规记录,对清洁能源,计算仿真感兴趣。
(三)选拔方式
符合招生对象及要求的学生,按报名先后顺序录取,额满即止。
八、联系方式
联系人:常章用老师;电话:13879224150;地点:电子信息实验楼101
程明老师;电话:18042306169;地点:电子信息实验楼106b