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，其中的一些內容可以作為問題導向的小課題。
本書適合具有一定的相關知識背景,但在氫和燃料電池方面不是特別有經(jīng)驗的讀者，讀者將會從技術與政策因素、經(jīng)濟和環(huán)境評價等方面，全面了解整個氫和燃料電池領域的發(fā)展、挑戰(zhàn)和機會。本書也可以作為高等院校新能源專業(yè)的教材使用。
本書內容豐富，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的氫能有深入了解。 本書作者Bent Srensen博士是丹麥羅斯基勒大學（Roskilde University）退休物理學教授，可再生能源開拓者，獲得過包括歐洲太陽能獎在內的眾多獎勵和榮譽。因此，Bent Sorensen博士能夠以寬闊的視野，系統(tǒng)全面介紹氫和燃料電池技術及其社會影響。另一方面，書中以凝練的筆鋒，闡述了所涉及的一些基礎知識，如電化學、量子力學、生物學、化學催化等，這將引導讀者對燃料電池產(chǎn)生濃厚興趣，以不同視角解決其中的科學挑戰(zhàn)，而產(chǎn)生積極作用。
Bent Srensen博士是丹麥羅斯基勒大學（Roskilde University）退休物理學教授和Novator先進技術咨詢公司董事長。他曾在美國的加州大學伯克利分校、國家可再生能源實驗室、耶魯大學，日本的京都大學，法國的格勒諾布爾大學，以及澳大利亞的新南威爾士大學工作。他獲得過包括歐洲太陽能獎在內的許多獎勵和榮譽。
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汽化和木質生物質轉化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燃料電池的電化學和熱力學76
3.1.2模型化方面85
3.1.3量子化學方法88
3.1.4在金屬表面上水分解或者燃料電池的性能的應用98
3.1.5流動和擴散模型化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章實施遠景方案207
5.1基礎設施的需求207
5.1.1用于儲氫的基礎設施207
5.1.2輸送設施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國家標準和國際標準218
5.3基于化石能源的遠景方案219
5.3.1遠景方案技術和需求建模219
5.3.2全球清潔化石能源的前景231
5.4基于核能的遠景方案239
5.4.1歷史和現(xiàn)實的關注239
5.4.2安全核技術240
5.5基于可再生能源的遠景方案251
5.5.1全球可再生能源前景251
5.5.2詳細的國家可再生能源前景254
5.5.3新區(qū)域遠景方案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基礎設施成本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氫存儲及其基礎設施的壽命周期評估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:有條件的出路325
7.1機遇325
7.2障礙326
7.3競爭328
7.4前進之路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改變能源結構我們還要多長時間347
7.6結束和開始349
參考文獻351
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