2025年大学《能源化学》专业题库—— 能源化学在新能源开发中的关键技术.docxVIP

2025年大学《能源化学》专业题库——能源化学在新能源开发中的关键技术

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（请将正确选项的字母填入括号内）

1.在太阳能电池中，将光能直接转化为电能的关键器件是？

A.吸收剂

B.电极

C.电解质

D.太阳能电池组件

2.下列哪种材料是典型的n型半导体，常用于制备单晶硅太阳能电池的光吸收层？

A.硅(Si)

B.肖特基接触层材料，如镍(Ni)

C.腈纶(PTC)

D.碲化镉(CdTe)

3.质子交换膜燃料电池（PEMFC）中，起到传导质子（H+）作用的关键材料是？

A.燃料（如氢气）

B.氧气

C.质子交换膜

D.铂(Pt)催化剂

4.碱性燃料电池（AFC）通常使用哪种电解质？

A.质子交换膜

B.固体氧化物

C.酸性磷酸盐玻璃

D.氢氧化钾(KOH)溶液或凝胶聚合物

5.在锂离子电池中，充当电子导体但不参与锂离子插脱过程的材料是？

A.正极材料

B.负极材料

C.电解质

D.隔膜

6.下列哪种储能技术主要利用化学反应来存储和释放能量？

A.抽水蓄能

B.锂离子电池

C.风力发电

D.压缩空气储能

7.在碳捕获与封存（CCUS）技术中，“捕集”环节的主要目的是什么？

A.将捕获的CO2转化为有用化学品

B.将CO2从排放源分离出来

C.将CO2长期储存在地下或海洋中

D.将CO2用于发电

8.下列哪种催化剂是目前最常用的PEMFC阴极氧还原反应（ORR）催化剂？

A.钴(Co)基催化剂

B.镍(Ni)基催化剂

C.铂(Pt)基催化剂

D.铑(Rh)基催化剂

9.钙钛矿太阳能电池具有的优势之一是？

A.长期稳定性极佳

B.制备成本极低

C.对光照方向不敏感

D.常温下即可高效工作

10.下列哪种技术属于物理储能方式？

A.锂离子电池储能

B.热化学储能

C.压缩空气储能

D.液流电池储能

二、填空题（请将答案填入横线处）

1.太阳能电池的基本工作原理是利用半导体的______效应，将太阳光能直接转换为______能。

2.燃料电池是一种将燃料的______直接转化为电能的化学装置，其能量转换效率通常比传统热力发动机______。

3.储能技术对于解决可再生能源（如太阳能、风能）的______问题至关重要。

4.在锂离子电池充放电过程中，锂离子在正负极材料之间发生______，同时电子通过外电路流动。

5.碳捕获与封存（CCUS）技术是实现碳中和目标的重要______手段之一。

6.催化剂在能源化学过程中扮演着至关重要的角色，能够______反应速率，降低活化能，并可能影响反应的______。

7.有机光伏电池（OPV）的主要优点是______和______。

8.固体氧化物燃料电池（SOFC）的工作温度通常较高（______℃以上），可以使用多种燃料。

9.电化学储能装置中的隔膜需要具备良好的______性、______性和离子选择性。

10.氢能作为一种清洁能源，其制备（如电解水制氢）和储存技术是能源化学领域的研究热点。

三、简答题（请简要回答下列问题）

1.简述光伏太阳能电池的工作原理，并说明影响其光电转换效率的主要因素。

2.比较质子交换膜燃料电池（PEMFC）和碱性燃料电池（AFC）在材料、工作条件和性能方面的主要差异。

3.解释什么是锂离子电池的“过充”和“过放”，并简述可能造成的后果。

4.简述碳捕获技术（如吸收法）的基本原理。

5.阐述提高燃料电池性能（如功率密度、耐久性）的几种关键技术途径。

四、论述题（请就下列问题展开论述）

1.钙钛矿太阳能电池近年来发展迅速，分析其相比传统硅基太阳能电池的主要优势、面临的挑战以及未来的发展方向。

2.结合当前能源结构转型和碳中和目标，论述储能技术（特别是化学储能）在保障能源安全、促进可再生能源消纳方面的重要作用和未来发展趋势。

3.以燃料电池为例，论述能源化学交叉学科的特点，并说明在材料、催化剂、反应工程等方面需要克服的关键科学和技术挑战。

试卷答案

一、选择题

1.B

解析：太阳能电池的核心是利用半导体材料的光电效应将光能转化为电能，电极是实现电荷分离和收集的关键部件。

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