先進能源材料及應用技術(教育部高等學校材料類專業教學指導委員會規劃教材)

作者：編者:王曉敏|責編:陶艷玲
出版社：化學工業
ISBN：9787122479532

出版日期：2025/08/01
裝幀：平裝
頁數：310

人民幣：RMB 59 元售價：元

內容大鋼

    《先進能源材料及應用技術》是教育部高等學校材料類專業教學指導委員會規劃教材。全書系統構建新能源材料與技術知識體系：首章總述能源發展史、我國能源現狀和新能源，並詳述能源物理化學基礎理論；主體章節聚焦鋰/鈉離子電池、多價態二次電池、氫能儲運、燃料電池、太陽能電池、超級電容器等前沿領域，系統解析各類新能源材料的組成結構、製備工藝與性能調控，同時延伸探討風能、核能、生物質能、頁岩氣能、海洋能、地熱能及其他新興能源技術。
    本教材每章後設置「思政研學」特色模塊，通過典型案例將國家戰略導向、行業發展趨勢與青年使命擔當有機融入專業教學，實現價值引領與知識傳授的融合。
    本書是高等學校材料類、化工類、能源類等相關專業的本科和研究生教材，也可供相關技術人員參考。

作者介紹

編者:王曉敏|責編:陶艷玲

第1章  能源概述
  1.1  能量
  1.2  能源發展史
  1.3  常規能源
    1.3.1  煤炭
    1.3.2  石油
    1.3.3  天然氣
    1.3.4  水能
    1.3.5  核能
  1.4  中國能源現狀
  1.5  新能源
  思政研學
  思考題
  參考文獻
第2章  能源物理化學
  2.1  能量定律
    2.1.1  能量守恆定律
    2.1.2  能量轉換定律
    2.1.3  能量貶值原理
  2.2  能量儲存技術
    2.2.1  機械能的儲存
    2.2.2  熱能的儲存
    2.2.3  電能的儲存
    2.2.4  化學能的儲存
  2.3  能量的轉換過程
    2.3.1  概述
    2.3.2  化學能轉換為熱能
    2.3.3  熱能轉換為機械能
    2.3.4  機械能轉換為電能
    2.3.5  光能轉換為電能
    2.3.6  化學能轉換為電能
    2.3.7  電能轉換為化學能
  2.4  原電池與電解池
    2.4.1  原電池
    2.4.2  電解池
    2.4.3  界面雙電層
  2.5  電極過程動力學導論
    2.5.1  電極過程動力學的發展
    2.5.2  電池反應與電極過程
    2.5.3  電荷傳遞過程
  思政研學
  思考題
  參考文獻
第3章  鋰/鈉二次電池材料及技術
  3.1  概述
  3.2  鋰離子電池
    3.2.1  概述
    3.2.2  鋰離子電池結構
    3.2.3  鋰離子電池工作原理
    3.2.4  鋰離子電池正極材料

    3.2.5  鋰離子電池負極材料
    3.2.6  鋰離子電池電解質
    3.2.7  鋰離子電池的發展現狀和趨勢
  3.3  鋰硫二次電池
    3.3.1  概述
    3.3.2  鋰硫二次電池的基本原理和特點
    3.3.3  鋰硫二次電池的硫正極
    3.3.4  鋰硫二次電池的金屬鋰負極
    3.3.5  鋰硫二次電池電解質
    3.3.6  鋰硫二次電池隔膜
    3.3.7  鋰硫二次電池面臨的問題
    3.3.8  鋰硫二次電池的發展現狀和趨勢
  3.4  鈉離子電池
    3.4.1  概述
    3.4.2  鈉離子電池的工作原理
    3.4.3  鈉離子電池負極材料
    3.4.4  鈉離子電池正極材料
    3.4.5  鈉離子電池電解質
    3.4.6  鈉離子電池隔膜材料
    3.4.7  鈉離子電池的發展現狀和趨勢
  思政研學
  思考題
  參考文獻
第4章  多價態二次離子電池材料及技術
  4.1  鎂離子電池
    4.1.1  概述
    4.1.2  鎂離子電池的結構及工作原理
    4.1.3  鎂離子電池負極材料
    4.1.4  鎂離子電池正極材料
    4.1.5  鎂離子電池電解液
    4.1.6  鎂離子電池的發展現狀和趨勢
  4.2  鋁離子電池
    4.2.1  概述
    4.2.2  鋁離子電池工作原理
    4.2.3  鋁離子電池正極材料
    4.2.4  鋁離子電池負極材料
    4.2.5  鋁離子電池電解質
    4.2.6  鋁離子電池的發展現狀和趨勢
  4.3  鋅-空氣電池
    4.3.1  鋅-空氣電池的基本結構
    4.3.2  鋅-空氣電池工作原理
    4.3.3  鋅-空氣電池正極材料
    4.3.4  鋅-空氣電池負極材料
    4.3.5  鋅-空氣電池電解液
    4.3.6  鋅-空氣電池存在問題
    4.3.7  鋅-空氣電池的發展現狀和趨勢
  4.4  液流電池
    4.4.1  概述
    4.4.2  液流電池工作原理
    4.4.3  液流電池的重要組成構件

    4.4.4  液流電池的特點
    4.4.5  液流電池的發展現狀和趨勢
  思政研學
  思考題
  參考文獻
第5章  氫能與儲氫材料
  5.1  概述
  5.2  氫的基本性質
    5.2.1  氫元素
    5.2.2  氫分子
    5.2.3  氫能
  5.3  氫能的意義
  5.4  氫能開發進展
    5.4.1  氫能發展史
    5.4.2  中國氫能發展現狀
  5.5  制氫工藝與技術
    5.5.1  傳統能源制氫
    5.5.2  可再生能源制氫
    5.5.3  生物質制氫
    5.5.4  水電解制氫
    5.5.5  我國制氫現狀
  5.6  氫的純化
  5.7  氫的存儲
    5.7.1  高壓儲氫
    5.7.2  液態儲氫
    5.7.3  固態儲氫
  5.8  儲氫材料與製備方法
    5.8.1  儲氫材料
    5.8.2  儲氫材料的製備方法
  5.9  儲氫容器
  5.10  加氫站
    5.10.1  以天然氣為原料的加氫站結構
    5.10.2  以水為原料的加氫站結構
    5.10.3  加氫站安全
  5.11  未來氫能發展趨勢
  思政研學
  思考題
  參考文獻
第6章  燃料電池材料及技術
  6.1  概述
  6.2  燃料電池分類
  6.3  質子交換膜燃料電池
    6.3.1  質子交換膜燃料電池工作原理
    6.3.2  質子交換膜燃料電池關鍵材料與零部件
    6.3.3  質子交換膜燃料電池電堆
    6.3.4  質子交換膜燃料電池性能的影響因素
  6.4  鹼性燃料電池
    6.4.1  鹼性燃料電池工作原理
    6.4.2  鹼性燃料電池的特點
    6.4.3  鹼性燃料電池基本結構

    6.4.4  鹼性燃料電池催化劑
  6.5  磷酸燃料電池
    6.5.1  磷酸燃料電池工作原理
    6.5.2  磷酸燃料電池的特點
    6.5.3  磷酸燃料電池基本結構
    6.5.4  磷酸燃料電池催化劑
  6.6  熔融碳酸鹽燃料電池
    6.6.1  熔融碳酸鹽燃料電池工作原理
    6.6.2  熔融碳酸鹽燃料電池的特點
    6.6.3  熔融碳酸鹽燃料電池性能的影響因素
  6.7  固體氧化物燃料電池
    6.7.1  固體氧化物燃料電池工作原理
    6.7.2  固體氧化物燃料電池的特點
    6.7.3  固體氧化物燃料電池性能的影響因素
  6.8  直接甲醇燃料電池
    6.8.1  直接甲醇燃料電池工作原理
    6.8.2  直接甲醇燃料電池的特點
  6.9  燃料電池應用
    6.9.1  燃料電池汽車
    6.9.2  家庭用燃料電池
    6.9.3  社區用熱電聯供燃料電池電站
    6.9.4  微型燃料電池電源
  6.10  未來燃料電池發展趨勢
  思政研學
  思考題
  參考文獻
第7章  太陽能電池材料及技術
  7.1  太陽能
    7.1.1  利用太陽能的技術原理
    7.1.2  太陽能的主要分類
    7.1.3  太陽能的基本特點
  7.2  太陽能電池概述
    7.2.1  太陽能電池的發展概況
    7.2.2  半導體材料和太陽能光電材料
    7.2.3  太陽能電池的分類
  7.3  硅太陽能電池
    7.3.1  硅太陽能電池的工作原理
    7.3.2  提高硅太陽能電池效率的途徑
    7.3.3  高效晶體硅太陽能電池材料
  7.4  化合物半導體太陽能電池
    7.4.1  砷化鎵太陽能電池
    7.4.2  碲化鎘太陽能電池
    7.4.3  銅銦鎵硒太陽能電池
  7.5  染料敏化太陽能電池
    7.5.1  染料敏化太陽能電池的工作原理
    7.5.2  染料敏化太陽能電池的結構
    7.5.3  染料敏化太陽能電池的特點
  7.6  鈣鈦礦太陽能電池
    7.6.1  鈣鈦礦太陽能電池的工作原理
    7.6.2  鈣鈦礦太陽能電池的結構

    7.6.3  鈣鈦礦太陽能電池的特點
    7.6.4  鈣鈦礦光伏產業化進展和面臨的問題
  7.7  太陽能電池的發展現狀和趨勢
  思政研學
  思考題
  參考文獻
第8章  超級電容器材料及技術
  8.1  概述
    8.1.1  超級電容器的發展歷程
    8.1.2  超級電容器簡介
    8.1.3  超級電容器結構
  8.2  超級電容器分類及工作原理
    8.2.1  超級電容器的分類
    8.2.2  雙電層電容器的工作原理
    8.2.3  贗電容器的工作原理
    8.2.4  超級電容器的主要參數
  8.3  超級電容器電極材料
    8.3.1  碳材料
    8.3.2  金屬氧化物
    8.3.3  導電聚合物
    8.3.4  複合電極材料
  8.4  超級電容器電解液
    8.4.1  水系電解液
    8.4.2  有機電解液
    8.4.3  離子液體電解液
    8.4.4  聚合物電解質
  8.5  超級電容器發展及應用
  思政研學
  思考題
  參考文獻
第9章  風能技術
  9.1  概述
  9.2  風能資源
    9.2.1  風能資源的評估
    9.2.2  風能利用關鍵參數
    9.2.3  風能資源的等級
    9.2.4  風能資源的開發
  9.3  風力發電機組的基本結構
    9.3.1  風力發電機組分類
    9.3.2  葉片
    9.3.3  輪轂
    9.3.4  傳動系統
    9.3.5  塔筒
    9.3.6  基礎結構
  9.4  風力發電機組基礎理論
    9.4.1  風模型
    9.4.2  塔影效應
    9.4.3  貝茲理論
    9.4.4  動量理論
    9.4.5  葉素理論

    9.4.6  動量-葉素理論
  9.5  風電併網
  9.6  風力發電的發展現狀和趨勢
  思政研學
  思考題
  參考文獻
第10章  核能技術
  10.1  概述
  10.2  核能利用方式
    10.2.1  核能發電
    10.2.2  核能供暖
    10.2.3  核能制氫
    10.2.4  核能海水淡化
    10.2.5  核能綜合利用
  10.3  核電站結構
    10.3.1  核反應堆
    10.3.2  壓水堆
    10.3.3  沸水堆
    10.3.4  重水堆
    10.3.5  氣冷堆
    10.3.6  快中子增殖堆
  10.4  核反應及基本原理
  10.5  核燃料
  10.6  核廢料
  10.7  核安全
  10.8  核電的發展現狀和趨勢
  思政研學
  思考題
  參考文獻
第11章  其他新能源材料及技術
  11.1  生物質能
    11.1.1  概述
    11.1.2  生物質能分類
    11.1.3  生物質能的特點
    11.1.4  生物質能轉換技術
    11.1.5  生物質能發電
    11.1.6  我國的生物質能源及產業現狀
  11.2  頁岩氣技術
    11.2.1  概述
    11.2.2  頁岩氣及開採特點
    11.2.3  頁岩氣勘探開發流程
    11.2.4  頁岩氣勘探開發技術
    11.2.5  我國頁岩氣的發展現狀和趨勢
  11.3  海洋能技術
    11.3.1  潮汐能
    11.3.2  波浪能
    11.3.3  溫差能
    11.3.4  鹽差能
    11.3.5  海流能
    11.3.6  我國海洋能的發展現狀和趨勢

  11.4  地熱能
    11.4.1  概述
    11.4.2  世界地熱資源分佈
    11.4.3  地熱發電
    11.4.4  地熱難題及解決方案
    11.4.5  地熱開採對環境的影響
    11.4.6  地熱能利用現狀及前景
  思政研學
  思考題
  參考文獻
附錄  思政素材（數字化內容）

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