2025年能源与材料领域交叉力学学术研讨会

近年来，国内外学者在能源工程、新材料与力学的诸多领域开展了大量研究，但其多学科交叉、全方位结合尚有很大空间。能源与材料领域交叉力学学术研讨会将于2025年10月31日至11月2日在山东省青岛西海岸经济新区（黄岛区）举行。

会议的主题为研讨如何把钱学森先生所提倡的“技术科学（Engineering Science）”学术思想应用于能源和新材料领域，即从工程背景（现场数据、工程试验、实验现象等）里面提炼力学模型（解析、半解析、数值、能量、量纲等），从而上升到理论高度，反过来指导工程实践。本次会议将召集国内外相关专家，主要是来自能源和新材料领域的学者和力学工作者直接进行面对面对话，深入交流学术观点，进行思想火花碰撞，从而有望得到诸多跨学科的崭新灵感。

本次研讨会拟通过搭建能源和新材料领域与力学界的学术平台，给力学工作者提供一个广阔的用武之地。通过举行学术报告、海报展示、分组研讨等方式，凝炼新能源、新材料、仿生学与力学交叉的学科发展方向，解决能源、材料、机械、土木等领域中的关键科学问题，促进新旧动能转换，推动产业升级改造。

会议内容

1. 大会邀请报告：邀请知名学者就能源工程力学、仿生力学、新材料力学等方面做专题报告。

2. 自由学术交流：与会人员通过学术报告、自由讨论、海报展示等环节，搭建力学工作者与各个工程领域专家的交流平台。

3. 所有报告均接受自由投稿。会议的研讨内容包括但不限于以下：

（1）油气勘探中的力学问题。

（2）能源领域机械结构优化问题。

（3）地下渗流力学，岩石力学，多场耦合力学。

（4）新材料和仿生力学在能源领域中的应用；

（5）其他能源工程力学应用的交叉领域。

以下内容为GPT视角对能源与材料领域交叉力学学术研讨会相关领域的研究解读，仅供参考：

能源与材料研究现状

一、能源材料研究：从“规模扩张”到“质量提升”

技术突破：单点创新向系统集成跃迁

光伏领域：钙钛矿/硅叠层电池量产效率突破33%，通过光谱分层吸收实现能量密度质的飞跃；隆基绿能发布的36%效率组件，推动光伏成本降至0.15美元/W以下，催生BIPV（光伏建筑一体化）、农业光伏等跨界场景。

动力电池：固态电池通过硫化物电解质膜与干法电极工艺，能量密度提升至400Wh/kg以上，热失控温度超300℃，解决安全痛点；宁德时代、比亚迪等企业半固态电池已量产，支持电动汽车续航突破1000公里。

氢能领域：质子交换膜电解槽与液态储氢技术突破，绿氢制备成本逼近煤制氢（新疆库车项目显示，当可再生能源电价低于0.2元/度时，制氢成本与煤制氢持平），为“风光氢储”一体化项目铺平道路。

产业链重构：从线性竞争到生态协同

上游：资源开发与材料创新并行。硅料领域，通威股份流化床法生产颗粒硅，碳排放降低70%，成本降至6万元/吨；氢能链条中，中国石化鄂尔多斯10万吨级绿氢项目实现年碳减排120万吨。

中游：技术融合与场景深化。隆基绿能推出“智能光伏+储能”一体化系统，AI算法优化发电效率，客户投资回收期缩短至5年；阳光电源液冷储能集装箱能量密度提升30%，循环寿命超6000次。

下游：从单一发电向综合能源服务转型。新能源材料与交通、建筑、工业深度融合，催生“移动能源终端”“零碳产业园”等新物种。

政策驱动：从补贴到市场化机制

中国政策工具创新，财政支持网络形成：专项债支持风光储氢基础设施，超长期国债匹配项目全生命周期需求，碳市场扩容至钢铁、建材等高耗能领域，倒逼技术升级投入。

欧盟《净零工业法案》将太阳能光伏、电池列为战略净零技术，推动本土生产；美国、印度通过政策工具加速追赶，非洲、东南亚凭借后发优势直接切入新能源体系。

二、材料科学研究：从“功能实现”到“智能革命”

高性能材料：效率与成本的双重突破

电池材料：富锂锰基正极、硅基负极将锂电池能量密度提升至400Wh/kg以上；钠离子电池能量密度突破200Wh/kg，可在-40℃环境下正常放电，成本较锂电池低30%。

光伏材料：异质结电池中试线效率突破25%，TOPCon技术快速迭代；钙钛矿单结组件效率突破25%，晶硅-钙钛矿叠层效率达33%，2025年有望进入GW级量产。

氢能材料：金属有机框架（MOFs）、碳纳米管在氢气吸附中表现优异；质子交换膜燃料电池（PEMFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）技术优化，提高氢能利用率。

智能化材料：自适应与自修复能力

智能材料：温度响应型、光响应型材料根据环境变化自动调节性能；自修复电极材料、柔性电子皮肤拓展在机器人、可穿戴设备中的应用。

数字技术融合：能源物联网实现设备远程运维，区块链技术构建可信溯源体系，数字孪生优化材料配方与生产工艺。

跨学科研究：化学、物理、生物学的深度融合

电催化领域：合肥工业大学团队通过低温介导超声剥离工艺，制备高活性Cu纳米颗粒催化剂，CO2转化成C2H4法拉第效率达81.5%；北京大学新材料学院利用可解释机器学习，探究掺杂对富镍层状正极中锂镍反位的影响。

热电材料：原子层沉积技术（ALD）对热电材料界面进行可控包覆，提升热电转换效率。

三、全球化竞争：中国从“规模领先”到“规则制定”

市场格局：三级梯队分化

第一梯队（中国、欧盟）：进入平价上网与深度替代阶段，中国占据全球新能源材料产业链核心地位，2025年市场规模预计突破3.5万亿元，年复合增长率超15%。

第二梯队（美国、印度）：通过政策工具加速追赶，如美国《通胀削减法案》推动本土电池生产。

新兴市场（非洲、东南亚）：承接产能转移，宁德时代匈牙利基地、国轩高科越南工厂投产，推动区域产业链协同。

技术竞争：前沿领域博弈

固态电池：中国企业在硫化物电解质膜、干法电极等核心技术上领先，但日韩企业在全固态电池研发中仍具优势。

氢能领域：中国绿氢制备成本断崖式下跌，但欧洲在质子交换膜、钛基双极板等核心部件国产化上加速追赶。

生态共生：ESG投资与可持续发展

环保性能：生物基材料在电池粘结剂、光伏背板的应用渗透率提升，碳足迹管理体系完善倒逼企业优化工艺。

资源循环：动力电池回收网络成熟，金属资源高效循环利用；光伏组件再生技术使“城市矿山”资源化利用成为现实。

四、未来趋势：技术融合与场景深化

技术融合：从材料创新到系统革命

原子级设计：借助人工智能与量子计算，材料研发周期从“年”级压缩至“月”级。

多功能集成：材料集成储能、传感、自修复功能，如“光伏-储能一体化材料”实现能源采集与存储无缝衔接。

场景创新：从产业应用到社会渗透

社区级微电网：公众参与度提升，推动新能源材料应用从产业层面延伸至社会层面。

个人碳账户：通过碳积分激励用户使用清洁能源，形成“技术-产业-社会”共生生态。

全球化战略：从技术输出到规则共建

“中国+1”模式：企业在东南亚建设生产基地规避贸易壁垒，在欧洲设立研发中心贴近市场需求，在非洲布局资源开发保障原材料供应。

跨国技术合作：中欧在光伏材料、储能技术等领域联合研发，形成“竞争中合作、合作中竞争”的格局。

能源与材料研究可以应用在哪些行业或产业领域

一、能源生产与转换领域

可再生能源开发

光伏产业：钙钛矿/硅叠层电池、异质结电池（HJT）等新型材料技术，将光伏发电效率提升至30%以上，推动BIPV（光伏建筑一体化）、农业光伏、水上光伏等场景落地。例如，隆基绿能的36%效率组件已应用于沙漠戈壁大型基地项目。

风能领域：轻量化、高强度复合材料（如碳纤维叶片）降低风机重量，提升发电效率；耐腐蚀涂层材料延长海上风机使用寿命。

氢能产业链：质子交换膜（PEM）、钛基双极板等核心材料突破，推动电解水制氢成本降至2元/公斤以下；液态有机储氢（LOHC）材料解决氢气储运难题，支撑“风光氢储”一体化项目。

传统能源清洁化

煤炭清洁利用：超临界发电技术、高效除尘材料降低燃煤电厂排放；煤制气催化剂优化提升转化效率。

石油天然气：耐高温高压密封材料、智能完井材料提升油气开采安全性；页岩气水力压裂用化学添加剂改进压裂效果。

二、能源存储与传输领域

电池储能系统

动力电池：固态电池（硫化物电解质）、半固态电池（原位固化工艺）将能量密度提升至400Wh/kg以上，支持电动汽车续航突破1000公里；钠离子电池（聚阴离子型正极）成本较锂电池低30%，应用于低速电动车、储能电站。

储能电站：液流电池（全钒、铁铬）通过电解液循环实现长时储能（4-12小时），适配电网调峰；压缩空气储能用陶瓷透平材料提升效率。

消费电子：硅基负极、无钴正极材料延长手机/笔记本续航；柔性电池（银纳米线电极）支持可穿戴设备形态创新。

电网与输配电

超导材料：高温超导电缆（钇钡铜氧）降低输电损耗，应用于城市电网升级；超导磁储能系统（SMES）提升电网频率稳定性。

智能电网：光纤传感材料实时监测线路状态；相变储能材料（石蜡/膨胀石墨复合物）平衡电网负荷波动。

三、交通运输领域

新能源汽车

轻量化材料：碳纤维车身、铝合金底盘减重30%，提升续航；镁合金轮毂降低滚动阻力。

热管理系统：相变微胶囊涂层、石墨烯散热膜优化电池包温度控制，防止热失控。

充电基础设施：液冷超充桩用氮化镓器件提升充电效率；无线充电用铁氧体磁芯材料实现15kW大功率传输。

航空与航运

氢能飞机：液氢储罐用碳纤维缠绕复合材料满足-253℃低温要求；燃料电池堆用石墨双极板耐腐蚀性提升。

船舶脱碳：氨燃料发动机用耐高温合金、甲醇燃料电池用质子交换膜推动绿色航运。

四、建筑与基础设施领域

绿色建筑

光伏幕墙：碲化镉（CdTe）薄膜玻璃实现建筑自发电；钙钛矿发光玻璃集成照明功能。

相变储能建材：石膏板内嵌微胶囊相变材料，调节室内温度波动，降低空调能耗30%。

自修复混凝土：微生物诱导碳酸钙沉淀技术修复裂缝，延长建筑寿命。

智慧城市

能源互联网：区块链溯源材料构建可信碳交易体系；数字孪生技术优化城市能源流。

5G基站：氮化镓（GaN）功放器件提升基站能效；液冷散热材料降低PUE值。

五、工业制造领域

钢铁与化工

氢基直接还原铁（DRI）：绿氢替代焦炭炼铁，碳排放降低90%；熔融氧化铝电解用惰性阳极材料减少氟化物排放。

电化学合成：CO2电解制乙烯用铜基催化剂，实现“负碳化工”；等离子体催化材料提升反应选择性。

3D打印与增材制造

金属粉末材料：钛合金、镍基高温合金粉末用于航空发动机叶片修复；陶瓷-金属复合材料打印耐高温部件。

生物墨水：海藻酸钠/明胶复合材料支持组织工程支架3D打印。

六、消费电子与医疗领域

柔性电子

可穿戴设备：银纳米线透明电极实现折叠屏弯折10万次无损伤；液态金属镓铟合金用于柔性天线。

电子皮肤：压电聚合物（PVDF）与石墨烯复合材料检测压力/温度，应用于机器人触觉反馈。

医疗材料

生物降解支架：聚乳酸（PLA）/镁合金材料在血管支架中6个月内降解，避免二次手术。

药物递送：介孔二氧化硅纳米颗粒实现靶向控释；水凝胶材料模拟细胞外基质，促进组织再生。

七、农业与环境领域

精准农业

智能传感器：石墨烯湿度传感器实时监测土壤墒情；量子点荧光材料检测作物养分缺失。

光伏灌溉：农光互补系统用双面发电组件提升土地利用率；滴灌管材用抗紫外线PE材料延长寿命。

碳捕集与利用

吸附材料：金属有机框架（MOFs）在烟道气中高效捕获CO2；胺基功能化离子液体提升吸收容量。

矿化利用：钢渣/电石渣与CO2反应生成碳酸盐建材，实现“负碳矿山”。

八、航空航天与国防领域

超材料应用

隐身涂层：手性超材料实现雷达波全向吸收；等离子体隐身技术用荧光材料降低红外特征。

热防护：气凝胶毡/陶瓷纤维复合材料抵御2000℃以上高温，应用于高超音速飞行器。

空间能源

柔性砷化镓（GaAs）电池：卷对卷工艺制备轻量化空间用电池，效率突破35%；核电池用金刚石半导体提升辐射耐受性。

未来趋势：跨行业融合与场景深化

材料-AI-能源三角联动：通过机器学习优化材料配方（如高通量计算筛选催化剂），结合能源物联网实现设备智能运维。

循环经济模式：动力电池回收网络成熟，金属资源循环利用率超95%；光伏组件再生技术使“城市矿山”资源化。

社会级应用：个人碳账户通过碳积分激励用户使用清洁能源，形成“技术-产业-社会”共生生态。

能源与材料领域有哪些知名研究机构或企业品牌

知名研究机构

橡树岭国家实验室（ORNL）

所属国家：美国

隶属关系：美国能源部

研究领域：纳米与生物材料、无机非金属材料、新型金属材料、中子科学、高性能计算、复杂生物系统、国家安全。

技术突破：在先进材料研发领域持续输出关键技术，支撑能源转型与工业升级。

阿贡国家实验室

所属国家：美国

隶属关系：美国能源部

研究领域：材料科学、能源技术、环境科学。

技术突破：作为美国历史最悠久的科学与工程研究机构之一，长期深耕材料与能源交叉领域。

美国航空航天局（NASA）

所属国家：美国

研究领域：新型金属材料、高性能复合材料。

技术突破：通过政府-行业合作推进复合材料认证，支撑航空航天装备轻量化与耐久性提升。

麻省理工大学（MIT）

所属国家：美国

研究领域：涵盖六大类新材料，生物材料研究达世界顶尖水平。

技术突破：拥有44个研究中心，在材料设计、合成与应用领域形成完整创新链。

斯坦福大学

所属国家：美国

研究领域：生物化学领域全球领先。

技术突破：诺贝尔奖得主团队推动材料与生物医学交叉创新，孵化多项转化成果。

中国科学院相关研究所

所属国家：中国

研究机构：化学研究所、物理研究所、长春应用化学研究所、金属研究所。

研究领域：全面覆盖高分子科学、物理化学、无机非金属材料、新型金属材料。

技术突破：构建从基础研究到产业应用的完整体系，支撑新能源、电子信息等战略产业。

剑桥大学材料及冶金系

所属国家：英国

研究领域：材料科学、冶金工程。

技术突破：作为国际顶尖材料系，持续输出金属材料、复合材料领域创新成果。

马普学会

所属国家：德国

研究机构：化学研究所、固体物理和材料研究所、冶金研究所、固体研究中心。

研究领域：无机非金属材料、陶瓷材料、非晶态固体材料。

技术突破：动态结构研究小组实现稀土氧化物陶瓷高温超导转化，引领材料物理前沿。

苏州大学能源与材料创新研究院

所属国家：中国

研究领域：先进碳材料、太阳能利用、高效动力储能电池。

技术突破：聚焦新能源与新材料交叉领域，推动可穿戴技术、光伏转化等产业应用。

知名企业品牌

浙江华友钴业股份有限公司

所属国家：中国

业务领域：钴新材料深加工、钴铜镍采选冶。

技术突破：构建全球钴资源供应链，支撑动力电池正极材料生产。

中伟新材料股份有限公司

所属国家：中国

业务领域：锂电池正极材料前驱体、新能源循环材料。

技术突破：实现前驱体材料规模化生产，推动锂离子电池成本下降。

天齐锂业股份有限公司

所属国家：中国

业务领域：锂资源开发、锂矿贸易、锂产品研发生产。

技术突破：掌控全球优质锂矿资源，支撑新能源汽车锂离子电池供应。

宁德时代新能源科技有限公司

所属国家：中国

业务领域：锂离子电池制造、储能系统开发。

技术突破：动力电池出货量全球领先，推动电动汽车续航里程提升。

贝特瑞新材料集团股份有限公司

所属国家：中国

业务领域：锂离子动力电池、储能电池材料。

技术突破：负极材料市场占有率全球第一，支撑高能量密度电池研发。

江苏天奈科技股份有限公司

所属国家：中国

业务领域：碳纳米管导电剂、新能源材料。

技术突破：碳纳米管产品性能国际领先，提升锂离子电池导电性。

五矿新能源材料（湖南）股份有限公司

所属国家：中国

业务领域：高效电池材料研发生产。

技术突破：正极材料技术突破，支撑高能量密度动力电池开发。

能源与材料领域有哪些招聘岗位或就业机会

一、研发类岗位

新能源材料研发工程师：负责新能源材料的研发工作，如电池材料、光伏材料等。需要掌握材料制备、性能测试、应用开发等方面的知识和技能。

器件设计工程师：专注于能源器件的设计与应用，如太阳能电池、燃料电池等。需要具备电子、物理、化学等多学科的知识背景。

材料模拟与计算工程师：利用计算机模拟和计算方法，研究材料的性能和结构，为新材料研发提供理论支持。

二、生产与技术支持类岗位

技术工程师：在生产线上负责新能源材料的生产、加工和制造过程的技术支持。需要熟悉生产工艺和设备操作。

工艺工程师：负责优化生产工艺，提高生产效率和产品质量。需要具备工艺改进、成本控制等方面的能力。

生产经理/主管：负责新能源材料生产线的日常管理和运营，确保生产计划的顺利执行。

三、质量检测与分析类岗位

质量检测工程师：对新能源材料进行质量检测和性能分析，确保产品质量符合标准。需要熟悉质量检测方法和仪器操作。

失效分析工程师：对新能源材料或器件的失效原因进行分析，提出改进措施。需要具备材料科学、物理学等方面的知识。

四、销售与市场类岗位

销售经理/总监：负责新能源材料或器件的销售和市场推广工作，拓展市场份额。需要具备市场洞察力、销售技巧和团队协作能力。

市场分析师：对新能源市场进行调研和分析，为企业的市场策略提供数据支持。需要熟悉市场调研方法和数据分析工具。

五、项目管理类岗位

项目经理：负责新能源项目的规划、实施和管理，包括项目进度、成本和质量的控制。需要具备项目管理知识、团队协作能力和问题解决能力。

产品经理：负责新能源产品的全生命周期管理，包括市场调研、产品规划、开发、上市等。需要具备市场洞察力、产品规划能力和团队协作能力。

六、投资与分析类岗位

投资经理/总监：负责新能源领域的投资分析和决策，寻找具有潜力的投资项目。需要具备财务分析、市场调研和风险评估等方面的能力。

行业研究员：对新能源行业进行深入研究和分析，为企业的战略决策提供数据支持。需要熟悉行业研究方法和数据分析工具。

七、政策研究与咨询类岗位

政策研究员：研究新能源政策，为企业的政策应对提供建议。需要熟悉政策法规、行业动态和数据分析方法。

技术咨询顾问：为企业提供新能源技术和政策方面的咨询服务，帮助企业解决技术难题和政策困惑。需要具备丰富的行业经验和专业知识。

八、跨行业应用类岗位

随着新能源材料与器件技术的不断发展，其应用领域也在不断拓展。例如，在航空航天、海洋装备等领域，轻量化材料的需求日益增加，为新能源材料与器件专业的毕业生提供了跨行业发展的机会。