氫和燃料電池分別代表了理想的能源(載體)及其利用手段。本書內(nèi)容豐富，系統(tǒng)介紹了氫氣的生產(chǎn)、存儲、運輸?shù)鹊母鞣N方法，燃料電池的基礎(chǔ)知識和燃料電池系統(tǒng)，未來使用場景，直接成本和生命周期成本，以及未來展望等。在每章末尾均給出了問題和討論，其中的一些內(nèi)容可以作為問題導(dǎo)向的小課題。
本書內(nèi)容豐富，系統(tǒng)介紹了氫氣的生產(chǎn)、儲存、運輸?shù)母鞣N方法，燃料電池的基礎(chǔ)知識和燃料電池系統(tǒng)，未來使用場景，直接成本和生命周期成本，以及未來展望等。在每章末尾給出了問題和討論，其中的一些可以作為問題導(dǎo)向的小課題。通過閱讀本書，您會對燃料電池和與其密切相關(guān)的氫能有深入了解。
本書作者Bent Sørensen博士是丹麥羅斯基勒大學(xué)(Roskilde University)退休物理學(xué)教授，可再生能源開拓者，獲得過包括歐洲太陽能獎在內(nèi)的眾多獎勵和榮譽。因此，Bent Sorensen博士能夠以寬闊的視野，系統(tǒng)介紹氫和燃料電池技術(shù)及其社會影響。另一方面，書中以凝練的筆鋒，闡述了所涉及的一些基礎(chǔ)知識，如電化學(xué)、量子力學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)催化等，這將引導(dǎo)讀者對燃料電池產(chǎn)生濃厚興趣，以不同視角解決其中的科學(xué)挑戰(zhàn)，而產(chǎn)生積極作用。
Bent Sørensen博士是丹麥羅斯基勒大學(xué)(Roskilde University)退休物理學(xué)教授和Novator先進(jìn)技術(shù)咨詢公司董事長。他曾在美國的加州大學(xué)伯克利分校、國家可再生能源實驗室、耶魯大學(xué)，日本的京都大學(xué)，法國的格勒諾布爾大學(xué)，以及澳大利亞的新南威爾士大學(xué)工作。他獲得過包括歐洲太陽能獎在內(nèi)的許多獎勵和榮譽。
目 錄
譯者序
中文版前言
原書第2版前言
原書第1版前言
單位和轉(zhuǎn)換系數(shù)表
第1章概述1
1.1燃料電池和氫能可能扮演的角色1
第2章氫氣4
2.1氫氣的生產(chǎn)4
2.1.1蒸汽重整5
2.1.2部分氧化重整、自熱重整和干氣重整8
2.1.3水電解:燃料電池的逆運行9
2.1.4汽化和木質(zhì)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化17
2.1.5生物法制氫20
2.1.6光分解33
2.1.7直接加熱或催化水分解41
2.2生產(chǎn)規(guī)模相關(guān)的問題41
2.2.1集中式產(chǎn)氫41
2.2.2分散式產(chǎn)氫42
2.2.3車載燃料重整42
2.3氫轉(zhuǎn)化概述46
2.3.1用作能源載體46
2.3.2用作能源存儲介質(zhì)47
2.3.3燃燒用途48
2.3.4固定式燃料電池用途50
2.3.5用于交通的燃料電池用途51
2.3.6直接使用51
2.4氫存儲方式52
2.4.1壓縮氣體存儲52
2.4.2液氫存儲55
2.4.3氫化物存儲56
2.4.4在碳材料上的低溫吸附71
2.4.5其他化學(xué)存儲方式72
2.4.6存儲方式比較72
2.5氫氣的運輸73
2.5.1容器運輸73
2.5.2管道運輸74
2.6問題和討論75
第3章燃料電池76
3.1基本概念76
3.1.1燃料電池的電化學(xué)和熱力學(xué)76
3.1.2模型化方面85
3.1.3量子化學(xué)方法88
3.1.4在金屬表面上水分解或者燃料電池的性能的應(yīng)用98
3.1.5流動和擴(kuò)散模型化111
3.1.6溫度因素114
3.2熔融碳酸鹽燃料電池114
3.3固體氧化物燃料電池117
3.4酸性和堿性燃料電池130
3.5質(zhì)子交換膜燃料電池134
3.5.1電流收集和氣體傳輸系統(tǒng)135
3.5.2氣體擴(kuò)散層138
3.5.3膜層144
3.5.4催化作用150
3.5.5整體性能153
3.5.6高溫和逆運行155
3.5.7衰減和壽命158
3.6直接甲醇和其他非氫燃料電池159
3.7生物燃料電池164
3.8問題和討論166
第4章系統(tǒng)168
4.1客車168
4.1.1可供客車選擇的系統(tǒng)168
4.1.2質(zhì)子交換膜燃料電池汽車170
4.1.3性能模擬174
4.2其他道路車輛189
4.3船、火車和飛機(jī)192
4.4發(fā)電廠和獨立系統(tǒng)197
4.5建筑集成系統(tǒng)200
4.6便攜式和其他小規(guī)模系統(tǒng)202
4.7問題和討論206
第5章實施遠(yuǎn)景方案207
5.1基礎(chǔ)設(shè)施的需求207
5.1.1用于儲氫的基礎(chǔ)設(shè)施207
5.1.2輸送設(shè)施209
5.1.3本地分布210
5.1.4充氣站211
5.1.5建筑集成的概念212
5.2安全和規(guī)范問題213
5.2.1安全問題213
5.2.2安全要求214
5.2.3國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)218
5.3基于化石能源的遠(yuǎn)景方案219
5.3.1遠(yuǎn)景方案技術(shù)和需求建模219
5.3.2全球清潔化石能源的前景231
5.4基于核能的遠(yuǎn)景方案239
5.4.1歷史和現(xiàn)實的關(guān)注239
5.4.2安全核技術(shù)240
5.5基于可再生能源的遠(yuǎn)景方案251
5.5.1全球可再生能源前景251
5.5.2詳細(xì)的國家可再生能源前景254
5.5.3新區(qū)域遠(yuǎn)景方案281
5.6問題和討論286
第6章社會影響287
6.1成本預(yù)期287
6.1.1制氫成本287
6.1.2燃料電池成本288
6.1.3儲氫成本292
6.1.4基礎(chǔ)設(shè)施成本293
6.1.5系統(tǒng)成本294
6.2對環(huán)境和社會影響的壽命周期分析296
6.2.1壽命周期分析的目的和方法297
6.2.2氫生產(chǎn)的壽命周期分析299
6.2.3燃料電池的壽命周期分析303
6.2.4傳統(tǒng)的乘用車和燃料電池乘用車的壽命周期比較307
6.2.5其他運輸車輛的壽命周期評估319
6.2.6氫存儲及其基礎(chǔ)設(shè)施的壽命周期評估320
6.2.7氫系統(tǒng)的壽命周期分析321
6.3各種不確定性322
6.4問題和討論323
第7章總結(jié):有條件的出路325
7.1機(jī)遇325
7.2障礙326
7.3競爭328
7.4前進(jìn)之路337
7.4.1在可再生能源系統(tǒng)中氫的存儲337
7.4.2燃料電池汽車338
7.4.3與建筑集成的燃料電池339
7.4.4在移動設(shè)備中的燃料電池340
7.4.5集中式發(fā)電的燃料電池340
7.4.6效率問題341
7.5改變能源結(jié)構(gòu)我們還要多長時間347
7.6結(jié)束和開始349
參考文獻(xiàn)351
