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必赢71886网址登录碳循环绿色科学与技术微专业培养方案


一、基本信息

学院

专业名称

负责人

总学分

材料科学与工程

碳循环绿色科学与技术

梅涛

19


二、专业简介

必赢71886网址登录“碳循环绿色科学与技术”微专业服务于我国“双碳”战略发展需求,加快推进新工科建设,促进湖北省生态文明建设与低碳绿色高质量发展,依托材料科学优势学科和教研团队,借助国家“111”引智基地、教育部重点实验室、湖北省重点实验室、湖北省工程技术研究中心等国家级、省部级科研创新平台,培养面向低碳能源技术领域的创新复合型创新人才。

三、培养目标

本专业培养具有良好的人文素养、职业道德和社会责任感,系统掌握碳循环绿色科学与技术微专业基本理论、基础知识和专业技能,具有较强的工程意识和创新精神,能够从事低碳能源材料绿色制备与循环利用领域的理论研究、教学、生产设计、技术开发及经营管理等方面工作的复合型高素质人才。

毕业5年左右应具有以下能力:

(1)能够在低碳能源材料绿色制备与循环利用领域,胜任科研、教学、产品开发、工艺设计、性能评价和技术管理等工作;

(2)能够追踪前沿技术发展,综合运用理论知识、专业技能与现代工具,对实际工作中的复杂工程问题进行分析、研究,并提出创新型的解决方案;

(3)具有良好的沟通和团队协作能力,能够在实际工作中不断学习和自我提升,适应全球化背景下社会经济与行业发展。

四、先修要求

需要先修大学物理、大学英语、无机化学、有机化学和物理化学等课程。

五、课程设置

(一)课程安排表

序号

课程类别

课程名称

学分

学时

学时分配

考核

方式

开课学期

理论学时

实践学时

1

专业必修课程

“双碳”概论

2

32

2

0

考试

1

2

专业必修课程

绿色资源循环学

2

32

2

0

考试

1

3

专业必修课程

碳捕集与转化技术

2

32

2

0

考试

1

4

专业必修课程

碳足迹与LCA(全生命周期评估)

2

32

2

0

考试

1

5

专业必修课程

低碳经济学原理

2

32

2

0

考试

2

6

专业选修课程

绿色能源转化原理及技术

2

32

1

1

考试

2

7

专业选修课程

绿色储能材料及器件

2

32

1

1

考试

2

8

专业选修课程

碳储人工智能及大数据

2

32

2

0

考试

2

9

专业选修课程

碳法规与环境保护

1

16

1

0

考查

2

10

专业必修

绿色回收原理与技术

2

32

2

0

考试

2


总计

19



附:课程简介

1.“双碳”概论:

面向我国“碳达峰、碳中和”国家重大战略,聚焦能源高效低碳转化、碳循环、低碳政策等关键环节。本课程将讲述我国及世界的双碳相关政策;碳循环基本概念;低碳新能源的基本概念与内涵,重点包括包含太阳能、风能、氢能、生物质能等新能源的基本原理和重要技术。

通过双碳概论课程学习,可以让同学们对自己所修的微专业有更加清晰的认识,提高学生对所学专业的认知度,培养学生专业感情,激发学生的参与意识和学习兴趣。

2.绿色资源循环学:

如何清洁高效地利用资源,是推进可持续发展和国家中长期能源发展战略的关键。本课程主要介绍碳中和路径下新能源使用过程中的资源化利用技术,特别关注了二次电池的物质循环与资源化利用,突出反映了领域前沿与发展趋势。本课程将材料学院优秀科研团队多年的研究成果转化为教学内容,由多名领域内从事教学与科研工作的资深教授授课。通过该课程的学习,学生可以全面了解先进的资源循环利用技术,帮助学生成为“双碳”背景下支撑新能源产业可持续发展的中坚力量。

3.碳捕集与转化技术:

碳捕集、利用与转化技术作为重要的减排技术,是我国践行低碳发展战略政策的重要技术选择,对实现绿色发展战略至关重要。本课程主要围绕CO2捕集、运输、利用及转化,讲述如何实现CO2的资源化利用。重点讲述CO2捕集、运输、利用及转化过程的基本原理和开发利用技术,以及碳捕集、利用与转化技术的发展现状和应用前景。

4.碳足迹与LCA(全生命周期评估):

该课程主要介绍碳足迹与其评估方法,产品碳足迹是对产品在整个生命周期内产生的气候变化影响进行核算的结果。它覆盖了产品从原材料采集、制造、使用到废弃处理的所有阶段,提供了客观、全面的环境影响数据。LCA方法被广泛用于计算产品碳足迹。它通过全生命周期的视角,从原材料到废弃处理,综合评估了产品对气候变化的影响。产品碳足迹可以看作是LCA的一种应用,帮助企业了解和减少产品的碳排放。

5.低碳经济学原理:

该课程主要介绍低碳经济的基本原理和实践经验,包含碳市场、碳排放交易、碳税、节能减排等内容,了解碳市场政策背景与发展方向,盘活碳资产、提高经营效率,掌握碳交易机制,了解低碳经济的概念及其对社会发展的重要性。可以邀请商学院王红玲教授授课。

6.绿色能源转化原理及技术:

为了实现2060年碳中和的宏伟目标,先进的能源技术将在未来我国的能源结构转型中起到至关重要的作用。本课程致力于讲述低碳新能源的开发新技术,围绕太阳能的低碳高效转化和利用,讲述太阳能光电转化、光热转化和光化学转化的原理和最新技术,主要对各种类型光转换的材料特性,绿色制备方法,光伏电池结构种类及其产业化生产和具体应用等方面进行系统的研究和阐述。为学生理解双碳政策下能源的低碳转化奠定基础。

该课程分为理论部分与实验部分,理论部分主要是介绍太阳能转化的基础知识、电池的工作原理及太阳能电池的制造工艺,让大家建立太阳能电池的基本理论框架;课内实验部分主要让大家结合所学习的理论知识,尝试制备太阳能电池器件。

7.绿色储能材料及器件:

“双碳”背景下的先进新能源应用离不开绿色能源储存技术。本课程围绕锂离子电池和氢燃料电池的基本原理和最新技术,主要讲述先进绿色储能器件关键材料的合成、器件的设计和组装以及相关的物理化学和电化学表征。

该课程分为理论部分与实验部分,理论部分包括储能材料的绿色制备技术、先进储能装置的工作原理、设计理念和工艺。实验部分包括关键电极材料的合成方、电池的组装、储能元件的评估以及相关的表征技术。

8.碳储人工智能及大数据:

人工智能和大数据和双碳专业的结合是培养新世纪人才一个非常重要的方面。通过本课程学习,能够熟悉本专业领域的人工智能技术和大数据分析需求,掌握人工智能和大数据的思想,用人工智能和大数据解决本专业领域的复杂工程问题。课程主要涉及人工智能的应用、智能算法的基本知识、深度学习、大数据概述、存储、处理、分析、应用等,使学生掌握人工智能和大数据前沿理论及在双碳基新能源工业界实践方案,使学生掌握人工智能基大数据的主要思想和应用人工智能技术和大数据技术解决双碳专业领域问题的基本思路,拓宽科学视野,培养创新精神。

9.碳法规与环境保护:

该课程主要介绍碳排放管理、碳交易相关的法律法规,主要包括环境《保护法》、《能源法》以及《碳排放权交易管理办法》等,了解相关法律法规在应对全球气候变化和提高环境质量起到的作用,培养学生的环保意识,提高其对环境保护的重视程度。

10.绿色回收原理与技术:

该课程主要介绍绿色回收并再利用废旧动力电池、光伏组件等废弃物的意义、原理以及方法等,强调绿色回收对实现碳循环闭环的重要性。