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(xiàng)目背景

2019年諾貝爾獎(jiǎng)花落三位科學(xué)家，以表彰他們?cè)阡囯x子電池研發(fā)領(lǐng)域做出的突出貢獻(xiàn)。隨著經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展，污染問題愈發(fā)引起國際社會(huì)的重視。新能源材料作為引導(dǎo)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(shí)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(dòng)汽車的主導(dǎo)技術(shù)，氫能燃料電池注將成為當(dāng)今工業(yè)的新寵兒。

項(xiàng)目介紹

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

個(gè)性化研究課題參考：

特定類型的電池及其整體結(jié)構(gòu)對(duì)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(dòng)汽車車架和車廂使用的復(fù)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(xué)、物理學(xué)、化學(xué)工程等工程類專業(yè)學(xué)生；學(xué)生需要具備高中物理、化學(xué)基礎(chǔ)

導(dǎo)師介紹

劍橋大學(xué)終身正教授&副院長

Durkan導(dǎo)師是劍橋大學(xué)電子工程專業(yè)的終身正教授、工程學(xué)院副院長（Teaching），在校講授電子學(xué)、電磁學(xué)、量子力學(xué)和納米技術(shù)等課程。他同時(shí)是超微顯微鏡的編輯委員會(huì)成員，也是劍橋大學(xué)格頓學(xué)院和物理研究所的研究員。Durkan導(dǎo)師在都柏林三一學(xué)院獲得了物理學(xué)學(xué)位和博士學(xué)位，在博士期間，他設(shè)計(jì)并建造了英國國內(nèi)第一個(gè)掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡(SNOM)。而后Durkan導(dǎo)師在2009-2010年期間擔(dān)任了納米科學(xué)中心主任時(shí)，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(xué)的教科書。Durkan導(dǎo)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(xué)校

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

項(xiàng)目大綱

納米技術(shù)與電動(dòng)汽車發(fā)展歷程

電動(dòng)汽車中的前沿科學(xué)

納米技術(shù)概論 

納米材料在電子工業(yè)中的應(yīng)用-電池科技

特斯拉技術(shù)案例分析 

項(xiàng)目回顧與成果展示 

論文輔導(dǎo) 

時(shí)間安排與收獲

7周在線小組科研學(xué)習(xí)+5周論文輔導(dǎo)學(xué)習(xí) 共125課時(shí)

學(xué)術(shù)報(bào)告

優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)師Reference Letter

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

結(jié)業(yè)證書

成績單

全球最大教育評(píng)估認(rèn)證組織Cognia（原AdvanceED）及 College Board權(quán)威認(rèn)證高中學(xué)分