氢与氢能

图书标准信息

• 作者 李星国 著
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2012-09
• 版次 1
• ISBN 9787111387152
• 定价 99.80元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 625页
• 字数 987千字
• 正文语种 简体中文

【内容简介】

氢能源被视为重要的清洁可再生能源，受到世界各国的高度重视，相关研究成为了能源科学领域的一个热点。《氢与氢能》分19章，围绕着氢能的基础知识、科学与技术、新研究成果和动态、基本信息等内容进行了介绍。
第1-2章介绍为什么现在氢和氢能源受到了关注，氢气是什么，具有哪些基本性质；第3-11章介绍氢气在使用中涉及的一些关键环节，如氢气的制备、分离、输运、储氢（分子储氢和原子或离子态储氢）；第12-16章介绍氢气的使用领域以及如何使用氢，包括目前关心的镍氢电池、氢内燃机及汽车、燃料电池以及氢动力汽车、加氢站；第17-18章介绍氢气与材料的关系以及氢气的安全问题；第19章收集了一些相关数据。
《氢与氢能》作为一本有价值的氢与氢能参考书籍，可使读者能够较全面和深入地认识氢气和氢能。《氢与氢能》读者对象为化工、电子、冶金、能源、宇航、交通等领域与氢能源使用和研究相关的学生、研究者、工程技术人员、科研管理人员。

【目录】

前言

第1章氢能源与氢经济

1.1世界经济和能源

1.2各国能源消耗和我国能源消耗的特点

1.3世界能源资源和开发状况

1.4CO2排放和环境问题

1.5氢能的特点和利用形式

1.6氢气的供给

1.7氢能的利用形式

1.8可再生能源与氢能源

1.9氢能源研究的发展与各国氢能源

研究动态

参考文献

第2章氢的基本性质

2.1氢的基本性质概述

2.1.1氢原子的性质

2.1.2氢气的分子结构和物理性质

2.2氢的反应

2.2.1氢的核聚变反应

2.2.2氢气的制备

2.2.3氢的化学性质

2.3氢化物

2.3.1概述

2.3.2含氢化合物的命名

2.3.3碱金属和碱土金属氢化物

2.3.4其他主族元素氢化物

2.3.5铝氢化物和硼氢化物

2.3.6二元合金氢化物

2.3.7氢化物研究的常用方法

2.4氢和物质的相互作用

2.4.1氢对材料力学性能的破坏

2.4.2氢对材料能带结构的影响

参考文献

第3章氢气制备

3.1化石燃料制氢

3.1.1原理

3.1.2现状

3.2电解水制氢

3.2.1原理

3.2.2现状

3.3生物质制氢

3.3.1光合生物制氢

3.3.2生物发酵制氢

3.4光催化制氢

3.4.1原理

3.4.2光催化制氢反应器

3.4.3制氢光催化剂的分类以及性能

参考文献

第4章氢分离和提纯

4.1氢分离提纯方法

4.2变压吸附

4.3膜分离

4.3.1高分子膜分离

4.3.2二氧化硅膜

4.3.3沸石膜

4.3.4金属透氢膜

4.4本菲尔法

4.5深冷分离

4.5.1冷凝法

4.5.2膨胀机法

4.6重氢的分离

4.6.1氢同位素的特性

4.6.2重氢的核聚变反应

4.6.3重氢提纯回收

4.6.4氢同位素的分离浓缩

参考文献

第5章高压储氢

5.1高压氢气的压缩

5.1.1氢气的压缩因子

5.1.2高压氢气的压缩方式

5.2氢气的加注

5.3高压储氢容器

5.3.1高压储氢容器的发展

5.3.2轻质高压储氢容器的设计

5.4高压储氢的风险评估和检测试验

5.4.1高压储氢的使用风险

5.4.2高压储氢容器的风险评估

5.4.3高压储氢使用的标准

5.4.4高压储氢的安全性能检测试验

5.5高压储氢的风险控制

5.5.1氢气加注过程中的风险控制

5.5.2高压储氢容器的风险控制

5.5.3运输与车用储氢设备的风险控制

5.6高压储氢的应用

5.6.1运输用大型高压氢气容器

5.6.2蓄气站大型高压氢气容器

5.6.3燃料电池车用高压储氢

参考文献

第6章液态储氢及应用

6.1液态储氢简介

6.1.1液态储氢适用条件

6.1.2正-仲氢转化

6.2液态氢的生产

6.3液态氢的存储

6.3.1液氢存储的热学分析

6.3.2液氢设备的绝热材料

6.3.3液氢储罐

6.4液氢的运输

6.4.1常温容器加注液氢的冷却特性

6.4.2液氢的输送方式

6.4.3液氢储藏型加氢站

6.5液氢的应用

6.5.1液氢在航空航天领域的应用

6.5.2液氢在汽车领域的应用

6.5.3液氢的其他应用

6.6液氢的安全性

6.7展望

参考文献

第7章物理吸附储氢材料

7.1气体吸附原理及物理储氢的特点

7.1.1吸附等温线的类型

7.1.2吸附等温方程

7.1.3额外吸附量与总吸附量

7.2碳材料的发展及储氢性能

7.2.1活性炭

7.2.2碳纤维

7.2.3碳纳米管

7.2.4石墨烯及石墨烯型材料

7.2.5碳材料的开发与研究前景

7.3金属有机骨架材料的储氢性能

7.3.1结构的设计合成及储氢性质研究现状

7.3.2与氢气作用机理

7.3.3储氢性能的影响因素和发展方向

7.4微孔高分子的储氢性能

7.4.1PIM类型的微孔高分子

7.4.2超高交联型微孔高分子

7.53种物理吸附材料的比较

参考文献

第8章储氢合金和金属氢化物

8.1储氢合金的工作原理和设计

8.1.1储氢合金简介

8.1.2储氢合金的历史发展及现状

8.1.3储氢合金的工作原理

8.1.4储氢合金的设计与评价

8.2稀土储氢材料

8.2.1LaNi5基AB5型储氢材料

8.2.2混合稀土储氢材料

8.2.3非AB5型Re-Mg-过渡金属储氢材料

8.3Mg和MgH2基储氢材料

8.3.1镁单质储氢材料

8.3.2Mg-Ni体系储氢材料

8.3.3Mg-Co体系储氢材料

8.3.4Mg-Fe-H体系以及其他镁基储氢材料

8.4Ca和CaH2基储氢材料

8.4.1CaH2

8.4.2Ca-Ni-M体系

8.4.3其他Ca基合金储氢材料

8.5Ti基合金储氢材料

8.5.1Ti-Fe基合金体系

8.5.2Ti-Co基合金体系

8.5.3Ti-Mn基合金体系

8.5.4Ti-Cr基合金体系

8.5.5Ti-Ni基合金体系

8.6V基体心立方固溶体合金储氢材料

8.6.1V-Ti-Fe合金体系

8.6.2V-Ti-Ni合金体系

8.6.3V-Ti-Cr合金体系

8.7Zr基合金储氢材料

8.7.1Zr-V基合金体系

8.7.2Zr-Cr基合金体系

8.7.3Zr-Mn基合金体系

8.8Pd基固溶体储氢材料

8.9纳米材料尺寸效应与形貌对储氢材料性能的影响

8.9.1纳米结构储氢材料研究背景

8.9.2纳米结构储氢材料制备方法

8.9.3纳米结构储氢材料的性能

8.9.4特殊纳米形貌对储氢性能的影响

8.10纳米薄膜材料的储氢性能研究

8.10.1纳米薄膜材料的储氢研究

8.10.2薄膜的氢致光变特性

参考文献

第9章无机非金属储氢材料

9.1氢与氢化物

9.2无机非金属氢化物

9.2.1基本特征

9.2.2电子结构和成键特性

9.2.3吸放氢反应机理（与金属氢化物相比较）

9.3配位铝氢（Al-H）化物

9.3.1合成方法

9.3.2晶体结构

9.3.3吸放氢性能

9.3.4掺杂的配位铝氢化物

9.4金属氮氢（N-H）化物

9.4.1合成方法

9.4.2晶体结构

9.4.3吸放氢性能

9.5金属硼氢（B-H）化物

9.5.1合成方法

9.5.2晶体结构

9.5.3吸放氢性能

9.5.4吸放氢性能改善

9.6氨硼烷（NH3BH3）及其衍生物

9.6.1氨硼烷化合物储氢材料的特点以及合成方法

9.6.2氨硼烷化合物储氢体系和放氢性能改善

9.6.3氨硼烷化合物及其衍生物储氢材料的研究与发展

参考文献

第10章其他储氢材料

10.1水合物储氢技术

10.1.1气体水合物的晶体结构

10.1.2气体水合物储氢

10.1.3水合物储气量的一般计算方法

10.2有机液体氢化物储氢技术

10.2.1有机液体氢化物储氢技术原理和特点

10.2.2有机液体氢化物储氢技术的关键问题

10.3空心玻璃微球高压储氢技术

10.3.1玻璃微球储氢原理

10.3.2玻璃微球的储氢效率和存在的主要问题

10.4铝水反应制氢储氢技术

10.4.1铝水反应制氢储氢机理

10.4.2铝水反应实用化反应器及其应用展望

参考文献

第11章储氢材料的计算模拟

11.1储氢材料计算模拟背景

11.2储氢材料计算模拟的理论基础

11.2.1基于密度泛函理论的第一性原理

11.2.2固体结构计算方法和模型

11.2.3分子动力学方法

11.2.4MonteCarlo方法

11.3储氢材料计算软件简介

11.3.1VASP

11.3.2MaterialsStudio

11.3.3Gaussian

11.3.4其他常见软件简介

11.4储氢材料计算研究进展

11.4.1金属型氢化物和多元络合氢化物

11.4.2化学氢化物储氢材料

11.4.3吸附储氢材料

11.4.4其他固体储氢材料

11.5本章小结

参考文献

第12章镍氢电池

12.1概述

12.1.1电化学理论基础

12.1.2化学电源的发展历史

12.1.3镍氢电池的工作原理和特点

12.2镍氢电池的组成

12.2.1正极材料

12.2.2负极材料

12.2.3辅助材料

12.3镍氢电池的开发与应用

12.3.1镍氢电池的开发现状

12.3.2镍氢电池的应用

参考文献

第13章燃料电池

13.1燃料电池概述

13.2碱性燃料电池

13.2.1概述

13.2.2电池构造

13.2.3操作条件对电池性能的影响

13.2.4研究现状、问题及前景

13.3高聚物电解质膜燃料电池

13.3.1概述

13.3.2电池结构

13.3.3水管理

13.3.4PEMFC的应用

13.4直接甲醇燃料电池

13.4.1概述

13.4.2甲醇的催化电氧化

13.4.3甲醇渗漏

13.4.4DMFC应用

13.5磷酸燃料电池

13.5.1概述

13.5.2电池结构

13.5.3运行条件对性能的影响

13.5.4PAFC的冷却系统

13.5.5磷酸燃料电池的应用

13.6熔融碳酸盐燃料电池

13.6.1概述

13.6.2电池结构

13.6.3MCFC的应用

13.7固体氧化物燃料电池

13.7.1概述

13.7.2电解质

13.7.3电极

13.7.4密封材料

13.7.5SOFC的结构

13.7.6SOFC的应用

13.8其他燃料电池

13.8.1直接醇类燃料电池

13.8.2硼氢化钠燃料电池

13.8.3微生物燃料电池

13.9燃料电池系统

13.10燃料电池的成本和开发

13.10.1成本分析

13.10.2燃料电池的开发

13.11燃料电池的应用

参考文献

第14章金属氢化物储氢装置与技术

14.1金属氢化物储氢容器

14.1.1金属氢化物储氢容器储氢原理

14.1.2储氢容器的分类及优缺点

14.1.3金属氢化物储氢容器的应用范围

14.1.4储氢材料的填充

14.1.5储氢容器的密封

14.2高压及金属氢化物复合储氢容器

参考文献

第15章氢能源汽车

15.1氢内燃机汽车

15.1.1氢内燃机概述

15.1.2氢内燃机工作原理

15.1.3氢气燃烧的特性

15.1.4氢内燃机汽车的结构系统

15.1.5氢内燃机的热效率和输出功率

15.1.6氢内燃机的技术难点和解决办法

15.1.7氢混合燃料内燃机

15.1.8氢内燃机汽车的发展状况

15.2燃料电池汽车

15.2.1燃料电池汽车概述

15.2.2燃料电池汽车特点

15.2.3燃料电池汽车工作原理

15.2.4燃料电池汽车结构系统

15.2.5燃料电池汽车的发展状况

参考文献

第16章加氢站

16.1加氢站的基本组成系统

16.1.1压缩系统

16.1.2储藏系统

16.1.3加注系统

16.2各种类型加氢站简介

16.2.1燃料重整型加氢站

16.2.2水电解型加氢站

16.2.3液氢储藏型加氢站

16.2.4压缩氢储藏型加氢站

16.2.5移动加氢站

16.3加氢站与加氢站网络建设

参考文献

第17章氢气与材料制备和改性

17.1氢脆

17.1.1氢在钢铁中的固溶和性能

17.1.2氢脆模型

17.1.3不同材料的氢脆

17.1.4氢脆机理以及氢致滞后断裂

17.1.5氢脆的防止

17.2金属间化合物氢致非晶化

17.2.1金属间化合物的氢气吸收和非晶态化

17.2.2氢气吸收非晶态化的金属间化合物成分和晶体结构特点

17.2.3氢气吸收非晶态化的机理

17.2.4氢致非晶态化化合物的热稳定性

17.3HD和HDDR现象以及微观组织调控

17.3.1稀土永磁材料的HD现象

17.3.2稀土永磁材料的HDDR现象

17.3.3氢气处理引起的钛基材料的晶粒微细化以及性质的提高

17.3.4Nb3M（M=Al、Si、Ge、In）粉体的制备

17.3.5镍氢电池合金粉体的制备

17.3.6氢气吸收与多孔金属的形成

17.4氢等离子体法制备纳米材料

17.4.1简介

17.4.2设备及其工艺

17.4.3纳米颗粒形成机理和长大过程

17.4.4影响纳米颗粒制备的因素

17.4.5氢等离子体制备的纳米颗粒大小和形貌

17.4.6金属合金以及无机非金属纳米颗粒的制备

17.4.7氢等离子体制备不同形态的纳米结构物质

17.5磁学性质

17.5.1吸氢所引起的磁矩大小变化

17.5.2交换相互作用

17.5.3磁各向异性

17.5.4储氢合金氢化物的磁学性质

17.6超导MgB2的制备

17.6.1MgB2超导化合物

17.6.2传统的MgB2超导薄膜制备

17.6.3Mg（BH4）2分解制备MgB2超导薄膜

参考文献

第18章氢气的安全性

18.1氢气安全的基础知识

18.2氢气的燃烧和爆炸性能

18.3高压氢气和液态氢气的危险性

18.3.1高压氢气的危险性

18.3.2液态氢气的危险性

18.4氢脆引起的设备安全问题

18.5储氢合金的安全问题

18.6氢燃料电池汽车的安全问题

18.6.1高压保护系统

18.6.2氢气泄漏检测

18.6.3氢燃料电池汽车的相对安全性

18.7氢气泄漏检测方法和氢气检测器

18.8一般安全的对策

参考文献

第19章基本数据

19.1氢元素、能源与环境

19.2氢气燃料的基本特性

19.3氢气的物理和化学性质

19.4氢气扩散

19.5氢化物分类

19.6储氢材料性质比较

19.7相图和PCT曲线

19.8氢化物晶体结构

19.9储氢材料热力学

19.10蓄热合金

19.11氢能源汽车

参考文献