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電解水制氫原理與技術(未來能源與動力卓越工程師培養系列教材)/新能源與智能網聯汽車新技術系列叢書

  • 作者：編者:楊高強|責編:何士娟//劉?
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111787440
  • 出版日期：2025/11/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：232
人民幣：RMB 70 元      售價：元
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內容大鋼
    本書以電解水制氫為對象，結合企業實際案例，系統地介紹了相關電化學基本原理、電解水熱力學、性能表徵、幾種電解水制氫技術以及電解水制氫設備的診斷分析技術。作為電解水制氫技術的核心，本書特別介紹了質子交換膜電解水制氫與鹼性電解水制氫技術的背景和技術要點。最後，面對電解水制氫技術的快速更迭和行業的急速變革，本書討論了不同電解水制氫技術的差異、技術發展狀況、主要製造商、材料和系統路線圖，並進行了未來展望。
    本書適用於清潔能源、新能源和氫能行業的有關人員學習參考，也可作為高等院校能源與動力相關專業師生的參考書。
作者介紹
編者:楊高強|責編:何士娟//劉?
目錄
叢書序
前言
第1章  電解水制氫簡介
  1.1  引言
  1.2  制氫方式簡介
    1.2.1  煤制氫
    1.2.2  天然氣制氫
    1.2.3  工業副產氫
    1.2.4  電解水制氫
    1.2.5  其他制氫方式
  1.3  電解水制氫發展歷史
  1.4  電解水制氫的潛在應用和市場
  1.5  總結
第2章  電化學基本原理
  2.1  電化學與化學反應概述
  2.2  電解水制氫的電化學反應原理
  2.3  電化學的基礎：科學單位、常數、基本定律
  2.4  法拉第定律
  2.5  反應物利用率的評價
  2.6  電解水制氫設備的基本組成
  2.7  總結
第3章  電解水的熱力學
  3.1  熱力學參數
  3.2  生成熱、顯焓、潛熱
  3.3  非反應物和混合物焓變的確定
  3.4  反應物質和混合物焓變的確定
  3.5  焓濕學：濕空氣混合物熱力學
  3.6  電解水制氫的熱力學效率
  3.7  總結
第4章  電解水制氫的性能表徵
  4.1  極化曲線
  4.2  活化極化
    4.2.1  Butler-Volmer動力學模型
    4.2.2  Butler-Volmer模型的簡化
    4.2.3  Langmuir動力學模型和Tekmin動力學模型
  4.3  歐姆極化
  4.4  濃差極化
  4.5  其他極化損失
  4.6  極化曲線模型總結
  4.7  總結
第5章  質子交換膜電解水制氫
  5.1  引言
  5.2  PEM電解水制氫原理
  5.3  PEM電解水制氫設備的描述
    5.3.1  電解池組件
    5.3.2  膜電極組件
    5.3.3  氣體擴散層
    5.3.4  雙極板
    5.3.5  墊片
  5.4  PEM電解水制氫的電化學性能

    5.4.1  極化曲線
    5.4.2  單電極的表徵
    5.4.3  電荷密度和電極表面粗糙度
    5.4.4  交流阻抗表徵法
    5.4.5  高壓電解水和交叉滲透現象
    5.4.6  耐用性問題:退化機制和緩解策略
  5.5  電解水制氫電堆
    5.5.1  不同的堆疊配置結構
    5.5.2  PEM電解水制氫電堆的設計
    5.5.3  堆疊性能
    5.5.4  診斷工具和維護
  5.6  制氫廠的調試與氣體管控
    5.6.1  簡述
    5.6.2  成本分析
  5.7  主要供應商、商業發展和應用
    5.7.1  商業地位
    5.7.2  市場和應用
  5.8  局限性、挑戰和前景
    5.8.1  用非貴金屬電催化劑替代鉑
    5.8.2  用非貴金屬電催化劑替代銥合金
    5.8.3  用於在更高溫度下運行的新型聚合物質子導體
    5.8.4  在高電流密度下運行
    5.8.5  在高壓力下操作
  5.9  總結
第6章  鹼性電解水制氫技術
  6.1  導言和歷史背景
  6.2  鹼性電解池
    6.2.1  簡述
    6.2.2  電解質
    6.2.3  電極和催化劑
    6.2.4  隔膜/分離器
  6.3  鹼性電解池的電化學性能
    6.3.1  性能比較
    6.3.2  升溫運行
    6.3.3  加壓運行
  6.4  主要供應商、商業發展和應用
    6.4.1  鹼性電解池應用市場
    6.4.2  商用鹼性電解池設計
    6.4.3  新型鹼性電解池設計
  6.5  總結
第7章  其他電解水制氫
  7.1  固體氧化物電解水制氫
    7.1.1  引言
    7.1.2  固體氧化物電解水
    7.1.3  固體氧化物電解池組成
    7.1.4  高溫蒸汽電解
    7.1.5  固體氧化物電解池的材料
    7.1.6  總結
  7.2  陰離子交換膜(AEM)電解水制氫
    7.2.1  工作原理

    7.2.2  陰離子交換膜組件
    7.2.3  AEM電堆的種類
    7.2.4  總結
  7.3  微生物電解水制氫
    7.3.1  引言
    7.3.2  微生物電解水工作原理
    7.3.3  化學計量學和能量學
    7.3.4  微生物電解池組件
    7.3.5  微生物電解池系統中影響產氫的因素
    7.3.6  微生物電解池系統性能評估
    7.3.7  總結
第8章  電解水制氫設備的診斷分析技術
  8.1  電化學方法表徵極化損失
    8.1.1  極化損失的概念
    8.1.2  極化曲線
    8.1.3  電化學阻抗譜
    8.1.4  循環伏安法
    8.1.5  線性掃描伏安法
  8.2  物理表徵與原位電化學表徵
    8.2.1  物理表徵
    8.2.2  原位電化學表徵
  8.3  電解水制氫設備失效及衰減診斷
    8.3.1  電解水制氫設備失效的類型
    8.3.2  電解水制氫設備的衰減機制
    8.3.3  電解水制氫設備失效的診斷方法
    8.3.4  電解水制氫設備失效后的維護與修復
  8.4  總結
第9章  未來展望
  9.1  電解水制氫技術的比較
  9.2  技術發展狀況和主要製造商
    9.2.1  鹼性電解水制氫
    9.2.2  PEM電解水制氫
    9.2.3  固體氧化物電解水制氫
    9.2.4  陰離子交換膜電解水制氫
    9.2.5  微生物電解水制氫
  9.3  材料和系統路線圖規範
    9.3.1  鹼性電解水制氫
    9.3.2  PEM電解水制氫
    9.3.3  固體氧化物電解水制氫（SOEC）
    9.3.4  陰離子交換膜電解水制氫（AEMWE）
    9.3.5  微生物電解水制氫（MEC）
  9.4  未來應用展望
  9.5  總結
參考文獻

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