物理與電子工程課題：特斯拉汽車電池組分析【高中組】

物理/電子工程

項目背景

2019年諾貝爾獎花落三位科學家，以表彰他們在鋰離子電池研發(fā)領(lǐng)域做出的突出貢獻。隨著經(jīng)濟全球化發(fā)展，污染問題愈發(fā)引起國際社會的重視。新能源材料作為引導和支撐新發(fā)展的重要基礎(chǔ)，正在悄無聲息中取得發(fā)展，比如，鎳氫電池材料已經(jīng)無法滿足時代的需求被逐步淘汰，而鋰離子電池則稱為目前是便攜式電子產(chǎn)品和電動汽車的主導技術(shù)，氫能燃料電池注將成為當今工業(yè)的新寵兒。

項目介紹

項目從傳統(tǒng)能源材料與新能源材料的異同切入，進而帶領(lǐng)學生走進種類繁多的新能源材料世界。其中將會涉及到諸多納米技術(shù)與電池材料基本原理，如物理化學、金屬材料、固體物理和電化學中關(guān)于材料的結(jié)構(gòu)組成、制備、性能、能量存儲與轉(zhuǎn)換等多學科交叉的知識。在整個項目中，我們將以特斯拉的電池材料為主線舉例，讓學生在接受理論的同時了解到其最新的工業(yè)應(yīng)用。學生將在項目結(jié)束后，提交項目報告，進行成果展示。

個性化研究課題參考：

特定類型的電池及其整體結(jié)構(gòu)對電池壽命的影響

不同類型的電解質(zhì)–固體電解質(zhì)及液體電解質(zhì)

合理提高電池能量密度的監(jiān)管問題

電動汽車車架和車廂使用的復合材料及其質(zhì)量效應(yīng)

適合人群

高中生

希望修讀電子工程、材料科學、物理學、化學工程等工程類專業(yè)學生；學生需要具備高中物理、化學基礎(chǔ)

導師介紹

劍橋大學終身正教授&副院長

Durkan導師是劍橋大學電子工程專業(yè)的終身正教授、工程學院副院長（Teaching），在校講授電子學、電磁學、量子力學和納米技術(shù)等課程。他同時是超微顯微鏡的編輯委員會成員，也是劍橋大學格頓學院和物理研究所的研究員。Durkan導師在都柏林三一學院獲得了物理學學位和博士學位，在博士期間，他設(shè)計并建造了英國國內(nèi)第一個掃描近場光學顯微鏡(SNOM)。而后Durkan導師在2009-2010年期間擔任了納米科學中心主任時，發(fā)表了100多篇論文并發(fā)表100多次演講，最終成功地編寫并出版了一本關(guān)于納米電子學的教科書。Durkan導師在過去的幾年里總共獲得了超過300萬英鎊的研發(fā)資金。

任職學校

劍橋大學建校于1209年，是世界范圍內(nèi)歷史最為悠久的大學之一，英國Top2名校，G5名校之一。劍橋大學享有世界聲譽，在英國社會和高等教育系統(tǒng)中具有極其重要的地位，同時具有廣泛的世界性影響。許多青年學子都以到劍橋大學深造為理想。劍橋大學在2020年QS世界大學綜合排名位列第7。

項目大綱

納米技術(shù)與電動汽車發(fā)展歷程 Overview of nanotechnology & electric vehicles, reasons for their development

電動汽車中的前沿科學 Modern science

納米技術(shù)概論 Nanotechnology in general terms

納米材料在電子工業(yè)中的應(yīng)用-電池科技 Nanotechnology in the electronics industry - battery technologies

特斯拉技術(shù)案例分析 Electric vehicles - challenges, solutions, Tesla

項目回顧與成果展示 Program review and presentation

論文輔導 Project deliverable tutoring

時間安排與收獲

7周在線小組科研學習+5周論文輔導學習 共125課時

學術(shù)報告

優(yōu)秀學員獲主導師Reference Letter

EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表（可用于申請）

結(jié)業(yè)證書

成績單

全球最大教育評估認證組織Cognia（原AdvanceED）及 College Board權(quán)威認證高中學分