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碳納米管在電化學能源存儲與轉化中的應用(新形態材料科學與工程系列教材清華大學出版社十四五普通高等教育規劃教材)

  • 作者：編者:楊植//肖逵逵//聶華貴|責編:魯永芳
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302692348
  • 出版日期：2025/07/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：257
人民幣：RMB 53 元      售價：元
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內容大鋼
    本書聚焦于碳納米管在新能源存儲與轉化領域的應用，緊跟科研前沿動態，系統闡述了從材料的最初發現、合成技術、結構表徵，到其在多種能源器件中應用的全面圖景。本書共10章，分別為緒論、碳納米管的製備、碳納米管在鋰離子電池中的應用、碳納米管在鋰硫電池中的應用、碳納米管在鈉離子電池和鉀離子電池中的應用、碳納米管在鋰金屬負極中的應用、碳納米管在燃料電池中的應用、碳納米管在電催化反應中的應用、碳納米管在其他儲能器件中的應用和碳納米管的機遇。
    本書不僅適合作為材料科學、電化學、能源工程等相關專業本科生和研究生的拓展學習資料，也可作為廣大科研工作者及新能源行業從業者的參考指南。
作者介紹
編者:楊植//肖逵逵//聶華貴|責編:魯永芳
    楊植，教授，博士生導師，曾任天奈科技首任碳管鋰電應用研發組長，現任溫州大學化學與材料工程學院院長，浙江省碳材料技術研究重點實驗室主任，溫州大學碳材料與氫能產業技術研究院首任院長。近二十年，聚焦于碳納米材料的精準合成、宏量製備、功能化改性與工業化應用技術開發。在Adv.Mater.、ACS Nano等期刊發表SCI論文100余篇，他引1萬餘次，通訊作者單篇最高引用超過2000次，授權發明專利30余項。主持多項國家自然科學基金、浙江省「傑青」、千萬級橫向課題（碳納米管-石墨烯材料應用於鋰離子與光伏電池關鍵技術開發）。入選全球Top 2%頂尖科學家，省「萬人」。獲教育部高校自然科學獎和浙江省自然科學獎三等獎等。
目錄
第1章  緒論
  1.1  碳納米管的發現美麗的「意外」
  1.2  碳納米管的基本結構
  1.3  碳納米管的分類
  1.4  碳納米管的基本性質
    1.4.1  電學性能
    1.4.2  力學性能
    1.4.3  熱學性能
    1.4.4  其他性能
  1.5  碳納米管在電化學能源存儲與轉化方面的應用
  參考文獻
第2章  碳納米管的製備
  2.1  碳納米管的合成方法
    2.1.1  電弧放電法
    2.1.2  激光燒蝕法
    2.1.3  化學氣相沉積法
  2.2  碳納米管的生長機理與模式
    2.2.1  VLS生長機理
    2.2.2  VSS生長機理
    2.2.3  頂端生長模式
    2.2.4  底端生長模式
    2.2.5  其他生長模式
  2.3  單壁碳納米管的製備方法
    2.3.1  單壁碳納米管水平陣列的製備
    2.3.2  單壁碳納米管垂直陣列的製備
  2.4  多壁碳納米管的製備方法
    2.4.1  電弧放電法
    2.4.2  化學氣相沉積法
  2.5  碳納米管的宏量製備
    2.5.1  碳納米管宏量製備的挑戰
    2.5.2  碳納米管的宏量製備方法
  2.6  碳納米管的純化
    2.6.1  物理純化法
    2.6.2  化學純化法
  2.7  碳納米管的摻雜與化學修飾
    2.7.1  雜原子摻雜碳納米管
    2.7.2  碳納米管化學修飾
  2.8  碳納米管複合材料的製備方法
    2.8.1  物理混合法
    2.8.2  化學修飾法
    2.8.3  原位生長法
  2.9  碳納米管導電漿料
    2.9.1  碳納米管的工業化分散
    2.9.2  碳納米管導電漿料的應用
  2.10  碳納米管的表徵
    2.10.1  掃描電子顯微鏡
    2.10.2  原子力顯微鏡
    2.10.3  掃描隧道顯微鏡
    2.10.4  透射電子顯微鏡
    2.10.5  電子衍射

    2.10.6  拉曼光譜法
    2.10.7  熒光激發光譜
    2.10.8  吸收光譜
    2.10.9  瑞利光譜
  參考文獻
第3章  碳納米管在鋰離子電池中的應用
  3.1  鋰離子電池與碳納米管
  3.2  碳納米管在鋰離子電池正極材料中的應用
    3.2.1  碳納米管應用於層狀結構正極材料
    3.2.2  碳納米管應用於橄欖石結構正極材料
    3.2.3  碳納米管應用於尖晶石結構正極材料
  3.3  碳納米管在鋰離子電池負極材料中的應用
    3.3.1  碳納米管作為鋰離子電池負極材料的優勢
    3.3.2  碳納米管直接作為鋰離子電池負極材料
    3.3.3  碳納米管應用於嵌入反應型負極材料
    3.3.4  碳納米管應用於轉換反應型負極材料
    3.3.5  碳納米管應用於合金化反應型負極材料
  參考文獻
第4章  碳納米管在鋰硫電池中的應用
  4.1  鋰硫電池簡介
  4.2  碳納米管基材料複合正極
    4.2.1  碳納米管/硫複合正極
    4.2.2  碳納米管/碳/硫複合正極
    4.2.3  碳納米管/聚合物/硫複合正極
    4.2.4  碳納米管/無機物/硫複合正極
    4.2.5  碳納米管/仿生材料/硫複合正極
  4.3  碳納米管基材料插層膜
    4.3.1  碳納米管插層膜
    4.3.2  碳納米管/碳複合插層膜
    4.3.3  碳納米管/聚合物複合插層膜
    4.3.4  碳納米管/金屬化合物複合插層膜
  4.4  碳納米管基材料修飾隔膜
    4.4.1  碳納米管修飾隔膜
    4.4.2  碳納米管/碳修飾隔膜
    4.4.3  碳納米管/聚合物修飾隔膜
    4.4.4  碳納米管/金屬化合物修飾隔膜
  參考文獻
第5章  碳納米管在鈉離子電池和鉀離子電池中的應用
  5.1  鈉/鉀離子電池簡介
  5.2  碳納米管在鈉離子電池電極材料中的應用
    5.2.1  鈉離子電池負極概述
    5.2.2  碳納米管作為鈉離子電池負極材料
    5.2.3  鈉離子電池正極概述
    5.2.4  碳納米管在鈉離子電池正極中的應用
  5.3  碳納米管在鉀離子電池電極材料中的應用
    5.3.1  鉀離子電池負極材料概述
    5.3.2  碳納米管作為鉀離子電池負極材料
    5.3.3  碳納米管複合材料作為鉀離子電池負極材料
    5.3.4  鉀離子電池正極材料研究進展
    5.3.5  碳納米管在鉀離子電池正極中的應用

  參考文獻
第6章  碳納米管在鋰金屬負極中的應用
  6.1  鋰金屬負極概述
    6.1.1  鋰金屬電池的機遇
    6.1.2  鋰金屬電池的挑戰
    6.1.3  鋰金屬負極的解決方案
  6.2  碳納米管-金屬複合負極
    6.2.1  碳納米管緩解鋰枝晶
    6.2.2  改性碳納米管及碳納米管複合材料對鋰沉積與溶解的影響
  6.3  碳納米管修飾金屬負極界面
    6.3.1  碳納米管輔助構築人工SEI
    6.3.2  碳納米管修飾鋰金屬界面
  參考文獻
第7章  碳納米管在燃料電池中的應用
  7.1  引言
  7.2  燃料電池簡介
    7.2.1  燃料電池的工作原理
    7.2.2  燃料電池中的催化劑
  7.3  碳納米管應用於燃料電池
    7.3.1  碳納米管基催化劑在燃料電池中的應用
    7.3.2  碳納米管用於氣體擴散層
    7.3.3  碳納米管用於質子交換膜
  參考文獻
第8章  碳納米管在電催化反應中的應用
  8.1  電催化反應概述
  8.2  碳納米管在電解水反應中的應用
    8.2.1  電解水的工作原理
    8.2.2  碳納米管在電催化OER中的應用
    8.2.3  碳納米管在電催化HER中的應用
  8.3  碳納米管在電催化CO2還原反應中的應用
    8.3.1  電催化CO2還原反應的原理
    8.3.2  碳納米管作為催化劑載體
  8.4  碳納米管在電催化氮氣還原反應中的應用
    8.4.1  NRR的反應過程及催化機理
    8.4.2  碳納米管基催化劑在NRR反應中的應用
  8.5  碳納米管在電催化硝酸根還原反應中的應用
  參考文獻
第9章  碳納米管在其他儲能器件中的應用
  9.1  碳納米管在超級電容器中的應用
  9.2  碳納米管在混合電容器中的應用
  9.3  碳納米管在鋅離子電池中的應用
  9.4  碳納米管在雙離子電池中的應用
    9.4.1  碳納米管用於雙離子電池正極
    9.4.2  碳納米管用於雙離子電池負極材料
  9.5  碳納米管在鉛酸蓄電池中的應用
  參考文獻
第10章  碳納米管的機遇
  10.1  「雙碳」目標下的能源轉型迫在眉睫
  10.2  「雙碳」目標下碳納米管的機遇
    10.2.1  鋰離子電池

    10.2.2  導電塑料
    10.2.3  碳基晶元
    10.2.4  氫能
  10.3  碳納米管的市場現狀和分佈
  10.4  碳納米管的挑戰

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