新能源材料与器件电子书

内容提要

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前言

1 能源概述

1.1 能

1.2 能量形式

1.3 能源发展史

1.4 常规能源

1.5 新能源

1.6 思考题

2 能源物理化学

2.1 能量定律

2.1.1 能量守恒定律

2.1.2 能量转换定律

2.1.3 能量贬值原理

2.2 能量储存技术

2.2.1 机械能的储存

2.2.2 热能的储存

2.2.3 电能的储存

2.2.4 化学能的储存

2.3 能量的转换过程

2.3.1 概述

2.3.2 化学能转换为热能

2.3.3 热能转换为机械能

2.3.4 机械能转换为电能

2.3.5 光能转换为电能

2.3.6 化学能转换为电能

2.3.7 电能转换为化学能

2.4 原电池与电解池

2.4.1 原电池

2.4.2 电解池

2.4.3 界面双电层

2.5 电极过程动力学导论

2.5.1 电极过程动力学的发展

2.5.2 电池反应与电极过程

2.6 思考题

3 太阳能电池材料与器件

3.1 光电转换理论

3.2 太阳能电池的分类

3.3 硅太阳能电池

3.3.1 晶体硅太阳能电池

3.3.2 太阳能电池片封装成太阳能电池组件

3.3.3 光伏系统

3.3.4 多晶硅太阳能电池

3.3.5 非晶硅太阳能电池

3.4 化合物半导体太阳能电池

3.4.1 CdTe系薄膜太阳能电池

3.4.2 CuInSe2薄膜太阳能电池

3.4.3 GaAs太阳能电池

3.4.4 InP系列太阳能电池

3.5 有机薄膜太阳能电池

3.6 染料敏化太阳能电池

3.6.1 染料敏化太阳能电池的结构

3.6.2 染料敏化太阳能电池的工作原理

3.7 钙钛矿太阳能电池

3.7.1 钙钛矿太阳能电池发展史

3.7.2 钙钛矿太阳能电池组成部分

3.7.3 钙钛矿膜的制备方法

3.7.4 钙钛矿太阳能电池原理和结构类型

3.8 太阳能光热发电

3.8.1 太阳能光热发电技术

3.8.2 斯特林太阳能光热发电系统

3.8.3 太阳能热电站的发展趋势及相关科学问题

3.9 思考题

4 氢能材料与器件

4.1 概述

4.2 电化学催化

4.2.1 催化原理

4.2.2 电催化剂材料及其制备

4.2.3 膜电极技术

4.3 氢的制取

4.3.1 化石燃料制氢

4.3.2 生物及生物质制氢

4.3.3 太阳能光解水制氢

4.3.4 热化学分解水制氢

4.3.5 金属及化合物分解制氢

4.3.6 氢气提纯

4.4 电解水制氢

4.4.1 碱性电解水制氢

4.4.2 质子交换膜电解水制氢

4.4.3 固体氧化物电解水

4.5 氢的储存与提取

4.5.1 物理储氢

4.5.2 金属氢化物储氢

4.5.3 配位氢化物储氢

4.5.4 有机物储氢

4.5.5 金属氢化物电池

4.6 燃料电池

4.6.1 概述

4.6.2 电催化剂

4.6.3 膜电极

4.6.4 双极板

4.6.5 质子交换膜燃料电池

4.6.6 固体氧化物燃料电池

4.7 氢冶金

4.8 思考题

5 电化学能源材料与器件

5.1 概述

5.2 锂离子二次电池

5.2.1 电化学原理

5.2.2 “摇椅”式工作原理

5.2.3 锂离子电池的结构

5.2.4 锂离子电池材料

5.3 固态锂电池

5.3.1 固态电解质

5.3.2 正极材料

5.3.3 负极材料

5.4 电化学超级电容器

5.4.1 超级电容器的特点

5.4.2 超级电容器的原理

5.4.3 超级电容器电极材料

5.4.4 超级电容器的应用

5.5 金属-空气电池

5.5.1 锌-空气电池

5.5.2 铝-空气电池

5.5.3 锂-空气电池

5.6 其他储能电池

5.6.1 全钒液流电池

5.6.2 钠硫电池

5.7 思考题

6 其他新能源技术

6.1 生物质能转化技术

6.1.1 直接燃烧法

6.1.2 生物化学转化

6.1.3 热化学转化

6.1.4 固体成型技术

6.1.5 生物柴油制取

6.2 风能技术

6.2.1 风能的特点

6.2.2 我国的风能资源

6.2.3 风能资源的利用

6.3 核能技术

6.3.1 核裂变能发电

6.3.2 核聚变能发电

6.4 海洋能技术

6.4.1 潮汐能

6.4.2 海水动能

6.4.3 海水温差能

6.4.4 海水盐差能

6.5 地热能技术

6.5.1 发电利用

6.5.2 直接利用

6.6 页岩油气技术

6.7 思考题

7 能源经济

7.1 导论

7.2 能源需求

7.3 能源供给

7.4 能源市场

7.5 能源效率

7.6 能源保障

7.7 思考题

参考文献