《燃料電池與器件》課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱燃料電池與器件課程編號330020124課程性質專業選修課課程類別專業課開課單位無機材料教研室授課學期第六學期學分/學時1.5/24課內學時24理論授課24上機學時0課內實踐0實驗學時0課外學時30適用專業新能源材料與器件是否雙語是先修課程《物理化學》、《電化學原理》、《新能源材料概論》、《材料制備新技術》后續課程《太陽能方向專業綜合實驗》、畢業設計（論文）二、課程簡介燃料電池與器件課程是新能源材料與器件專業必修的專業選修課。通過本課程的學習，使學生掌握燃料電池的的基本知識、基本原理、燃料電池的類型以及氫燃料的制備、純化與儲存培養學生生產工藝應用和設備管理能力，為該領域培養適應產業發生的工程技術人才。三、課程目標及對畢業要求指標點的支撐（一）課程目標通過本課程的學習，使學生達到以下目標：課程目標1.了解學科的發展趨勢，培養學生的家國情懷，引導學生樹立正確的職業觀、專業觀，引導學生將所學知識和技能轉化為內在德行和素養，將學生個人發展與國家發展結合起來。課程目標2.燃料電池與器件以培養具有一定理論知識和較強實踐能力的技術應用型人才為目標。通過燃料電池與器件掌課程的學習，使學生掌握燃料電池及制備過程中的基本理論知識，為學生以后從事該方向的工作奠定基礎。課程目標3.通過課程教學，提高學生分析問題和解決問題能力，培養學生探索精神和創新意識，努力實現學生知識、能力、素質協調發展。課程目標4.使學生能夠合理的設計燃料電池與器件方面的實驗，能夠正確評價新能源材料對社會經濟、環境、安全和可持續發展的影響。理解工程人員應承擔的社會責任，并能采取有效措施降低或避免其不利影響。（二）課程目標對畢業要求指標點的支撐課程目標支撐畢業要求指標點畢業要求課程目標1指標點8.1：具有良好的思想素質和社會道德。指標點8.2具有正確的世界觀和人生觀。8-職業規范課程目標2指標點1.4：掌握用于解決復雜工程問題的新能源材料與器件專業基礎知識，并能用于新能源材料的制備、表征、器件組裝、性能檢測等，解決新能源材料與器件領域復雜工程問題。1-工程知識課程目標3指標點2.3：具有應用新能源材料與器件的基本原理，并通過文獻研究對新能源材料與器件工程領域內復雜工程問題進行識別、分析、表達，以獲得有效結論的能力。指標點3.1：針對新能源材料與器件產品或項目等復雜工程問題，具有設計滿足特定需求的新能源材料與器件生產過程系統、操作單元或工藝流程的能力，并能夠在設計環節中體現創新意識。2-問題分析3-設計/開發解決方案課程目標4指標點3.3：新能源材料與器件產品或項目方案設計中能夠綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化及環境等因素。指標點7.1：能夠理解和評價新能源材料與器件產品或項目對人文和自然環境的影響。指標點7.3在工程實踐中主動應用能夠改善環境、促進社會可持續發展的先進技術。3-設計/開發解決方案7-環境和可持續發展四、課程基本教學內容及對課程目標的支撐（一）課程基本教學內容第一單元燃料電池概述及電化學基礎（學時數：8學時）1.課程主要內容燃料電池的工作原理，燃料電池的分類；燃料電池的發展歷史，燃料電池的特性；了解燃料電池的應用。燃料電池熱力學、電極過程動力學、極化；極化測試。2.重點和難點關鍵詞匯、燃料電池的原理和分類、燃料電池熱力學和電極過程動力學。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統教學相結合的教學方式，全面闡述燃料電池及電化學基礎，特別是燃料電池在航空航天領域的應用；（2）通過課堂練習和課堂討論，展示燃料電池的快速發展以及在工程實際領域中的重要地位；（3）隨著新工藝的不斷開發，燃料電池知識也需隨之增長，鼓勵學生課下查閱文獻，進一步加深對燃料電池行業發展動態的了解，培育學生的科學思維和探索創新的精神。4.學生學習預期成果掌握關鍵詞匯；燃料電池的工作原理，燃料電池的分類；了解燃料電池的發展歷史，掌握燃料電池的特性；了解燃料電池的應用。掌握燃料電池熱力學、掌握電極過程動力學、掌握極化；了解極化測試，激發學生的愛國主義情懷，培育學生的科學思維，探索創新的精神、精益求精的工匠精神。5.支撐課程目標課程目標1.了解學科的發展趨勢，培養學生的家國情懷，引導學生樹立正確的職業觀、專業觀，引導學生將所學知識和技能轉化為內在德行和素養，將學生個人發展與國家發展結合起來。課程目標2.燃料電池與器件以培養具有一定理論知識和較強實踐能力的技術應用型人才為目標。通過燃料電池與器件掌課程的學習，使學生掌握燃料電池及制備過程中的基本理論知識，為學生以后從事該方向的工作奠定基礎。課程目標3.通過課程教學，提高學生分析問題和解決問題能力，培養學生探索精神和創新意識，努力實現學生知識、能力、素質協調發展。第二單元燃料電池類型（學時數：16學時）1.課程主要內容質子交換膜燃料電池結構與工作原理；PEMFC發展簡史；掌握PEMFC主要部件、單電池與單電池組；PEMFC電池組失效分析；直接甲醇燃料電池的結構和工作原理；DMFC關鍵材料；PEMFC和DMFC的差別；DMFC存在的問題及應用；固體氧化物燃料電池的結構和工作原理；SOFC的發展概況；SOFC關鍵材料；SOFC的發展趨勢及面臨的問題；SOFC電池組合高功率密度SOFC；堿性燃料電池的結構與工作原理；AFC發展概況；SOFC關鍵材料；SOFC優缺點；單電池與單電池組；磷酸燃料電池結構與工作原理；PAFC發展狀況；PAFC結構材料；影響PAFC性能和壽命的因素及改進辦法；PAFC優缺點。熔融碳酸鹽燃料電池結構與工作原理以及關鍵材料；MCFC發展概況；MCFC單電池與單電池組；操作條件對MCFC性能的影響；MCFC優缺點。2.重點和難點重點：關鍵詞匯、PEMFC、DMFC、SOFC、PAFC和MCFC結構與工作原理以及關鍵材料。難點：關鍵詞匯、學會舉一反三，能夠將燃料電池的相關知識應用到實際工作中。3.教學方法通過多媒體課件和傳統教學相結合的教學方式，介紹PEMFC、DMFC、SOFC、PAFC和MCFC，主要涉及結構與工作原理以及關鍵材料等內容；通過課堂測驗和課堂討論，對PEMFC、DMFC、SOFC、PAFC和MCFC進行比較。同時通過舉一反三，討論如何將將點燃電池的相關知識應用到實際工作中。4.學生學習預期成果通過該單元的學習，使學生掌握關鍵詞匯；質子交換膜燃料電池結構與工作原理；了解PEMFC發展簡史；掌握PEMFC主要部件、單電池與單電池組；了解PEMFC電池組失效分析；掌握直接甲醇燃料電池的結構和工作原理；掌握DMFC關鍵材料；掌握PEMFC和DMFC的差別；了解DMFC存在的問題及應用；掌握固體氧化物燃料電池的結構和工作原理；了解SOFC的發展概況；掌握SOFC關鍵材料；了解SOFC的發展趨勢及面臨的問題；了解SOFC電池組合高功率密度SOFC；掌握堿性燃料電池的結構與工作原理；了解AFC發展概況；掌握SOFC關鍵材料；掌握SOFC優缺點；了解單電池與單電池組；掌握磷酸燃料電池結構與工作原理；了解PAFC發展狀況；掌握PAFC結構材料；掌握影響PAFC性能和壽命的因素及改進辦法；了解PAFC優缺點。掌握熔融碳酸鹽燃料電池結構與工作原理以及關鍵材料；了解MCFC發展概況；了解MCFC單電池與單電池組；掌握插座條件對MCFC性能的影響；了解MCFC優缺點。5.支撐課程目標課程目標1.了解學科的發展趨勢，培養學生的家國情懷，引導學生樹立正確的職業觀、專業觀，引導學生將所學知識和技能轉化為內在德行和素養，將學生個人發展與國家發展結合起來。課程目標2.燃料電池與器件以培養具有一定理論知識和較強實踐能力的技術應用型人才為目標。通過燃料電池與器件掌課程的學習，使學生掌握燃料電池及制備過程中的基本理論知識，為學生以后從事該方向的工作奠定基礎。課程目標3.通過課程教學，提高學生分析問題和解決問題能力，培養學生探索精神和創新意識，努力實現學生知識、能力、素質協調發展。課程目標4.使學生能夠合理的設計燃料電池與器件方面的實驗，能夠正確評價新能源材料對社會經濟、環境、安全和可持續發展的影響。理解工程人員應承擔的社會責任，并能采取有效措施降低或避免其不利影響。（二）課程基本教學內容對課程目標的支撐課程教學內容教學方法支撐的課程目標學時安排課內課外學時比例第一單元燃料電池概述及電化學基礎講授法、課堂練習、專題討論課程目標1、281:1.25第二單元燃料電池類型講授法、專題討論、PPT講解課程目標1、2、3161:1.25合計2430五、課程考核及對課程目標的支撐（一）課程考核課程成績構成（百分制）課程成績構成比例考核環節目標分值考核/評價細則平時成績70%作業30本門課程3次作業，每次最高10分。主要考核內容：階段性重點難點作業評分的具體標準：能按時認真完成布置的作業，書寫工整，答案正確合理（9-10分）；能按時完成布置的作業，作業撰寫基本工整，答案正確（7.5-8.9分）；能按時完成布置的作業，作業撰寫基本工整，答案基本合理（6-7.4分）。不能按時完成布置的作業，作業撰寫潦草，答案不準確（0-5.9分）。課堂練習40考核內容：沒節課都會有口語及翻譯練習，根據表現記分。及評價細則：課堂練習每位學生不少于4次，每次10最高分。課堂表現30課堂表現包括出勤和PPT講解，其中出勤10分，PPT講解20分：缺勤一次扣一分，事假病假扣0.5分，無故缺勤6次以上出勤記0分。設置分組PPT講解1次，按表現記分，最高20分。結課測驗30%英語寫作100完成規定寫作，按表現記分，最高100分。（二）課程考核對課程目標的支撐教學內容考核內容考核方式支撐的課程目標第一單元燃料電池概述及電化學基礎1燃料電池概述2燃料電池的電化學基礎作業、課堂練習課程目標1、2第二單元燃料電池類型3燃料電池類型作業、課堂練習、課堂討論，PPT講解課程目標1、2、3六、使用教材、相關推薦書目及課程資源（一）使用教材王志成,錢斌,張惠國.燃料電池與燃料電池汽車.