新能源材料與器件
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內容簡介
本書全面系統闡述了新能源材料與器件，包括能源物理化學、能源存儲與轉化原理、關鍵材料與器件、發展概況和應用前景。在風能、太陽能發電、二次電池、超級電容器、燃料電池和金屬-空氣電池等材料製備與器件技術的基礎上，還針對目前電動汽車和規模儲能應用，介紹了固態鋰電池、質子交換膜純水電解、氫能等前沿材料與器件。本書內容豐富，資料和理論新穎，結構嚴謹。書中有大量習題和思考題，並附有最新文獻，便於深入學習。
本書是大學「新能源材料與器件」專業教材，兼顧大學材料、能源、冶金、化學、化工專業高年級及研究生教材；同時也是從事新能源、太陽能電池、鋰電池、燃料電池、電動汽車、規模儲能等領域研究與應用人員的必備基礎參考書。
本書是大學「新能源材料與器件」專業教材，兼顧大學材料、能源、冶金、化學、化工專業高年級及研究生教材；同時也是從事新能源、太陽能電池、鋰電池、燃料電池、電動汽車、規模儲能等領域研究與應用人員的必備基礎參考書。
目錄
第一章 能源概述
1.1 能
1.2 能量形式
1.3 能源發展史
1.4 常規能源
1.5 新能源
1.6 思考題
第二章 能源物理化學
2.1 能量定律
2.2 能量儲存技術
2.3 能量的轉換過程
2.4 原電池與電解池
2.5 電極過程動力學導論
2.6 思考題
第三章 太陽能電池材料與器件
3.1 光電轉換理論
3.2 太陽能電池的分類
3.3 矽太陽能電池
3.4 化合物半導體太陽能電池
3.5 有機薄膜太陽能電池
3.6 染料敏化太陽能電池
3.7 鈣鈦礦太陽能電池
3.8 太陽能光熱發電
3.9 思考題
第四章 氫能材料與器件
4.1 概述
4.2 電化學催化
4.3 氫的製取
4.4 電解水製氫
4.5 氫的儲存與提取
4.6 燃料電池
4.7 氫冶金
4.8 思考題
第五章 電化學能源材料與器件
5.1 概述
5.2 鋰離子二次電池
5.3 固態鋰電池
5.4 電化學超級電容器
5.5 金屬-空氣電池
5.6 其他儲能電池
5.7 思考題
第六章 其他新能源技術
6.1 生物質能轉化技術
6.2 風能技術
6.3 核能技術
6.4 海洋能技術
6.5 地熱能技術
6.6 頁岩油氣技術
6.7 思考題
第七章 能源經濟
7.1 導論
7.2 能源需求
7.3 能源供給
7.4 能源市場
7.5 能源效率
7.6 能源保障
7.7 思考題
參考文獻
1.1 能
1.2 能量形式
1.3 能源發展史
1.4 常規能源
1.5 新能源
1.6 思考題
第二章 能源物理化學
2.1 能量定律
2.2 能量儲存技術
2.3 能量的轉換過程
2.4 原電池與電解池
2.5 電極過程動力學導論
2.6 思考題
第三章 太陽能電池材料與器件
3.1 光電轉換理論
3.2 太陽能電池的分類
3.3 矽太陽能電池
3.4 化合物半導體太陽能電池
3.5 有機薄膜太陽能電池
3.6 染料敏化太陽能電池
3.7 鈣鈦礦太陽能電池
3.8 太陽能光熱發電
3.9 思考題
第四章 氫能材料與器件
4.1 概述
4.2 電化學催化
4.3 氫的製取
4.4 電解水製氫
4.5 氫的儲存與提取
4.6 燃料電池
4.7 氫冶金
4.8 思考題
第五章 電化學能源材料與器件
5.1 概述
5.2 鋰離子二次電池
5.3 固態鋰電池
5.4 電化學超級電容器
5.5 金屬-空氣電池
5.6 其他儲能電池
5.7 思考題
第六章 其他新能源技術
6.1 生物質能轉化技術
6.2 風能技術
6.3 核能技術
6.4 海洋能技術
6.5 地熱能技術
6.6 頁岩油氣技術
6.7 思考題
第七章 能源經濟
7.1 導論
7.2 能源需求
7.3 能源供給
7.4 能源市場
7.5 能源效率
7.6 能源保障
7.7 思考題
參考文獻
序／導讀
前言
新能源技術是21世紀世界經濟發展中最具決定性影響的五個技術領域之一，而新能源材料與器件是發展新能源技術和實現新能源利用的關鍵。近年來國際能源發生了重大調整，全球治理體系深刻變革，中國在「十三五」規劃的主要目標中明確提出：「生態環境質量總體改善，生產方式和生活方式綠色，低碳水平提高。」實現這一目標就是要走綠色發展道路，發展新能源被提到了前所未有的國家戰略高度。
國家的發展在於人才，人才培養在於教育，教育的根本是為國家培養發展所需的人才。為適應中國大力發展新能源產業，2010年中國教育部增列「新能源材料與器件」專業為戰略新興專業，並於2011年開始招收本科生，旨在為中國新能源、新能源汽車、節能環保等產業培養具有創新意識的應用型人才。本書應新能源材料與器件課程教學所需編寫，是大學「新能源材料與器件」專業教材，兼顧大學材料、能源、冶金、化學、化工專業高年級及研究生教材；同時也是從事新能源、太陽能電池、鋰電池、燃料電池、電動汽車、規模儲能等領域研究與應用人員的必備基礎參考書。
隨著社會經濟的快速發展，對能源的需求日益增加。傳統的化石能源是不可再生的一次性能源，其儲量有限，形成週期極其漫長，已日益枯竭。新能源產業為解決全球環境問題，提供高效能源存儲方案，現已成為21世紀發展最快的行業之一。新能源的開發利用涉及物理、化學、材料、電工電子等多學科知識，新能源材料與器件是一個多學科交叉專業，這要求理論學習必須與實際應用並重才能應對當前科學技術飛速發展的新形勢。
本書的編寫參考了近年來發表在國內外重要學術刊物上的一些新能源材料及器件相關文獻。同時，考慮到學科發展的現狀，還結合近年來的教學實踐、科研項目及相關產業發展的需求對內容進行了梳理。本書在闡述基本理論的同時，還結合實例分析，啟發思路，力圖為後續課程和實際應用奠定基礎。本書各章都精選一定量的思考題，以鞏固相關知識，便於深入學習。全書共7章，包括能源概述、能源物理化學、太陽能電池材料與器件、氫能材料與器件、電化學能源材料與器件、其他新能源技術以及能源經濟。由於水平有限，書中若有疏漏、不妥之處，敬請讀者批評指正。
新能源技術是21世紀世界經濟發展中最具決定性影響的五個技術領域之一，而新能源材料與器件是發展新能源技術和實現新能源利用的關鍵。近年來國際能源發生了重大調整，全球治理體系深刻變革，中國在「十三五」規劃的主要目標中明確提出：「生態環境質量總體改善，生產方式和生活方式綠色，低碳水平提高。」實現這一目標就是要走綠色發展道路，發展新能源被提到了前所未有的國家戰略高度。
國家的發展在於人才，人才培養在於教育，教育的根本是為國家培養發展所需的人才。為適應中國大力發展新能源產業，2010年中國教育部增列「新能源材料與器件」專業為戰略新興專業，並於2011年開始招收本科生，旨在為中國新能源、新能源汽車、節能環保等產業培養具有創新意識的應用型人才。本書應新能源材料與器件課程教學所需編寫，是大學「新能源材料與器件」專業教材，兼顧大學材料、能源、冶金、化學、化工專業高年級及研究生教材；同時也是從事新能源、太陽能電池、鋰電池、燃料電池、電動汽車、規模儲能等領域研究與應用人員的必備基礎參考書。
隨著社會經濟的快速發展，對能源的需求日益增加。傳統的化石能源是不可再生的一次性能源，其儲量有限，形成週期極其漫長，已日益枯竭。新能源產業為解決全球環境問題，提供高效能源存儲方案，現已成為21世紀發展最快的行業之一。新能源的開發利用涉及物理、化學、材料、電工電子等多學科知識，新能源材料與器件是一個多學科交叉專業，這要求理論學習必須與實際應用並重才能應對當前科學技術飛速發展的新形勢。
本書的編寫參考了近年來發表在國內外重要學術刊物上的一些新能源材料及器件相關文獻。同時，考慮到學科發展的現狀，還結合近年來的教學實踐、科研項目及相關產業發展的需求對內容進行了梳理。本書在闡述基本理論的同時，還結合實例分析，啟發思路，力圖為後續課程和實際應用奠定基礎。本書各章都精選一定量的思考題，以鞏固相關知識，便於深入學習。全書共7章，包括能源概述、能源物理化學、太陽能電池材料與器件、氫能材料與器件、電化學能源材料與器件、其他新能源技術以及能源經濟。由於水平有限，書中若有疏漏、不妥之處，敬請讀者批評指正。
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