掃一掃
關注中圖網
官方微博
本類五星書更多>
-
>
公路車寶典(ZINN的公路車維修與保養秘籍)
-
>
晶體管電路設計(下)
-
>
基于個性化設計策略的智能交通系統關鍵技術
-
>
花樣百出:貴州少數民族圖案填色
-
>
山東教育出版社有限公司技術轉移與技術創新歷史叢書中國高等技術教育的蘇化(1949—1961)以北京地區為中心
-
>
鐵路機車概要.交流傳動內燃.電力機車
-
>
利維坦的道德困境:早期現代政治哲學的問題與脈絡
氫與氫能(第2版)(精) 版權信息
- ISBN：9787030718150
- 條形碼：9787030718150 ; 978-7-03-071815-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
氫與氫能(第2版)(精) 內容簡介
《氫與氫能》第二版在**版的基礎上，刪除了一些陳舊的內容，也對一些章節進行了簡化，增加了近10年來氫能研究和產業的新發展。本書分21章，圍繞著氫能的基礎知識，氫氣的制備、純化、儲存、輸運、應用、安全等關鍵環節，從5個部分進行了介紹，并從經濟的角度進行了分析。**部分是氫和氫能源的重要性以及氫的基本性質，包括、2章；第二部分是氫氣的制備和儲存，包括灰氫和綠氫的制備、氫氣分離和提純、氣液固不同狀態的儲氫（分子儲氫和原子或離子態儲氫），由第3～11章組成；第三部分是氫氣輸運和供給，包括氣體鋼瓶、液態氫氣以及管道的氫氣輸送，加氫站的建設、種類和主要設施，由第14，16，17章組成；第四部分是氫能的應用，包括*受關注的鎳氫電池、燃料電池、儲氫裝置、氫內燃機動力車、氫燃料電池動力車、氫冶金等材料領域的應用，電網移峰填谷等，由第12，13，15，18～20章組成；第五部分是氫氣的安全問題，在第21章介紹。 本書可作為讀者較全面和深入地認識氫和氫能的參考書。讀者對象為化工、電子、冶金、能源、宇航、交通等領域以及與氫能源使用和研究相關的學生、研究者、工程技術人員、科研管理人員等。
氫與氫能(第2版)(精) 目錄
目錄
第1章 氫能特征與氫經濟 1
1.1 氫與氫能 1
1.1.1 氫的基本特性 1
1.1.2 氫氣的能量 2
1.1.3 與液態燃料的比較 6
1.1.4 氫能與環境 7
1.1.5 灰氫、青氫、藍氫和綠氫 9
1.1.6 氫能源市場 10
1.1.7 氫能源路線圖 13
1.2 各國能源消耗及特點 15
1.2.1 能源需求增長 15
1.2.2 能源消耗結構 15
1.2.3 我國的能源消耗特點和問題 17
1.3 氫能的特點和利用形式 20
1.3.1 能源發展趨勢 20
1.3.2 氫能的四大特點 22
1.4 氫氣的供給 24
1.4.1 氫氣的生產 24
1.4.2 各種制氫方法和成本 26
1.4.3 氫源選擇的“四要素” 28
1.4.4 氫與電的相關性 29
1.5 氫能的利用形式 30
1.5.1 氫氣的傳統用途 30
1.5.2 氫能源利用形式和體系 31
1.5.3 現在氫能應用開發動態和主要的問題 34
1.6 可再生能源與氫能源 38
1.6.1 可再生能源及其制氫 38
1.6.2 生物質能 40
1.7 氫能源社會的發展與各國的動態 42
1.7.1 美國和加拿大氫能源經濟的發展動態 43
1.7.2 歐洲氫能源經濟的發展動態 46
1.7.3 日本氫能源經濟的發展動態 46
1.7.4 澳大利亞氫能開發 49
1.7.5 韓國氫能源開發 51
1.7.6 我國氫能源開發和利用 51
參考文獻 53
第2章 氫的基本性質 55
2.1 氫的形成、存在和發現 55
2.2 氫原子 56
2.3 氫的同位素 57
2.4 氫氣 58
2.4.1 H2的分子結構 58
2.4.2 氫氣的核自旋異構體 59
2.4.3 氫氣的物理性質 60
2.4.4 液態和固態氫 63
2.4.5 金屬氫 64
2.5 氫的核聚變反應 65
2.5.1 核聚變反應的原理 65
2.5.2 人工核聚變反應 66
2.5.3 人工核聚變裝置 68
2.5.4 人工核聚變工程 71
2.6 氫的化學性質 72
2.6.1 氫原子的電子結構和成鍵特征 72
2.6.2 氫與非金屬的反應 73
2.6.3 氫與金屬的反應 74
2.6.4 氫在冶金中的應用 74
2.6.5 氫與過渡金屬的配位反應 74
2.6.6 氫在石油化工中的應用 75
2.7 氫化物 76
2.7.1 概述 76
2.7.2 金屬氫化物 77
2.7.3 主族元素與氫的共價型化合物 78
2.7.4 配位氫化物 79
2.7.5 高壓氫化物相 80
2.8 氫化物的研究方法 80
2.8.1 壓力–成分等溫線 80
2.8.2 熱分析 82
2.8.3 核磁共振 82
2.8.4 紅外光譜 83
2.8.5 中子衍射 84
參考文獻 84
第3章 氫氣制備 86
3.1 化石燃料制氫 88
3.1.1 煤炭制氫 89
3.1.2 天然氣制氫 90
3.2 高溫分解制氫 93
3.2.1 甲醇裂解制氫 93
3.2.2 工業副產氫 95
3.2.3 氨分解制氫 95
3.3 電解水制氫 99
3.3.1 電解水制氫原理 99
3.3.2 電解水制氫現狀 99
3.4 核電制氫 106
3.5 生物質制氫 107
3.5.1 光合生物制氫 107
3.5.2 生物發酵制氫 111
3.6 光催化制氫 114
3.6.1 太陽能熱化學制氫 115
3.6.2 太陽能光電化學制氫 115
3.6.3 光解水制氫 115
3.7 小結 123
參考文獻 124
第4章 氫分離和提純 128
4.1 變壓吸附提純氫氣 129
4.1.1 變壓吸附技術的基本原理 130
4.1.2 吸附床的吸附穿透曲線 132
4.1.3 變壓吸附的基本操作 132
4.1.4 變壓吸附的吸附劑 133
4.2 膜分離 134
4.2.1 膜分離的機理 135
4.2.2 多孔膜材料 137
4.2.3 有機高分子膜 139
4.2.4 透氫金屬膜 140
4.3 Benfield法 146
4.4 深冷分離 148
4.4.1 冷凝法 148
4.4.2 膨脹機法 149
4.5 重氫的分離 149
4.5.1 氫同位素的特性 149
4.5.2 重氫的核聚變反應 150
4.5.3 重氫提純回收 151
4.5.4 氫同位素的分離濃縮 156
參考文獻 162
第5章 高壓儲氫 165
5.1 高壓氫氣的壓縮 165
5.1.1 氫氣的壓縮因子和壓縮后的密度 165
5.1.2 氫氣壓縮后的氫原子間距 166
5.1.3 氫氣壓縮機 167
5.1.4 氫氣的壓縮功耗 169
5.2 氫氣的加注 171
5.2.1 氫氣加注的方法 171
5.2.2 氫氣加注過程中溫度的變化 172
5.2.3 氫氣加注機的市場應用 173
5.3 高壓儲氫容器 174
5.3.1 高壓儲氫容器的發展 174
5.3.2 輕質高壓儲氫容器的設計和制備 177
5.4 高壓儲氫的風險和控制 180
5.4.1 高壓儲氫的使用風險 180
5.4.2 高壓儲氫的風險評估 181
5.4.3 高壓儲氫使用的標準 181
5.4.4 高壓儲氫使用的安全檢測 182
5.4.5 高壓儲氫的風險控制 183
5.5 高壓儲氫的應用 184
5.5.1 運輸用大型高壓氫氣容器 184
5.5.2 蓄氣站大型高壓氫氣容器 185
5.5.3 燃料電池車用高壓儲氫 186
5.5.4 小型高壓儲氫罐的應用 188
5.5.5 高壓管道供氫 189
參考文獻 190
第6章 液態儲氫及應用 191
6.1 液態氫氣的生產 191
6.2 液態氫的儲存 196
6.2.1 液氫設備的絕熱材料 196
6.2.2 液氫儲罐 197
6.3 液氫的輸運 200
6.3.1 常溫容器加注液氫的冷卻特性 200
6.3.2 液氫的輸送方式 201
6.3.3 液氫儲藏型加氫站 203
6.4 液氫的應用 205
6.4.1 液氫在航空航天領域的應用 205
6.4.2 液氫在汽車領域的應用 207
6.4.3 液氫的其他應用 209
參考文獻 210
第7章 液態有機氫載體儲氫 212
7.1 液態有機氫載體概述 212
7.2 小分子醇醛胺酸型液態有機氫載體 215
7.2.1 甲酸 215
7.2.2 其他小分子醇醛胺酸型液態有機氫載體 219
7.3 芳香化合物型液態有機氫載體 223
7.3.1 芳香烴 223
7.3.2 氮雜環芳香烴 227
7.3.3 硼氮雜環芳香烴 236
參考文獻 237
第8章 物理吸附儲氫材料 245
8.1 氣體吸附原理及物理儲氫的特點 245
8.1.1 吸附等溫線的類型 246
8.1.2 吸附等溫方程 247
8.2 碳材料的發展及儲氫性能 249
8.2.1 活性炭 249
8.2.2 碳納米管及石墨烯 249
8.2.3 生物質衍生碳材料 250
8.2.4 碳材料的開發與研究前景 251
8.3 金屬有機骨架材料的儲氫性能 251
8.3.1 研究現狀 251
8.3.2 與氫氣作用機理 253
8.3.3 儲氫性能的影響因素和發展方向 254
8.4 多孔高分子的儲氫性能 256
8.4.1 共價有機骨架材料 256
8.4.2 共軛微孔高分子材料 256
8.4.3 多孔高分子材料的研究前景 258
8.5 三種物理吸附材料的比較 258
8.5.1 孔道結構 258
8.5.2 吸附位點 258
8.5.3 儲氫容量 259
參考文獻 259
第9章 儲氫合金和金屬氫化物 263
9.1 儲氫合金的工作原理和設計 263
9.1.1 儲氫合金簡介 263
9.1.2 儲氫合金的歷史發展及現狀 263
9.1.3 儲氫合金的工作原理 265
9.1.4 儲氫合金的設計與評價 270
9.2 稀土儲氫材料 273
9.2.1 LaNi5基AB5型儲氫材料 273
9.2.2 非AB5型新型稀土儲氫合金 276
9.3 Mg和MgH2基儲氫材料 279
9.3.1 Mg單質儲氫材料 279
9.3.2 Mg-M(M=Ni，Co，Fe等)體系儲氫材料 282
9.4 Ca基儲氫材料 284
9.5 Ti基合金儲氫材料 288
9.5.1 Ti基二元合金體系 290
9.5.2 Ti-Cr-Mn基三元合金體系 292
9.5.3 Ti-V-Mn基三元合金體系 299
9.6 V基體心立方固溶體合金儲氫材料 301
9.6.1 V-Ti-Fe合金體系 304
9.6.2 V-Ti-Ni合金體系 305
9.6.3 V-Ti-Cr合金體系 306
9.7 Zr基合金儲氫材料 308
9.7.1 Zr-V基合金體系 310
9.7.2 Zr-Cr基合金體系 311
9.7.3 Zr-Mn基合金體系 311
9.8 Pd基固溶體儲氫材料 311
9.9 低維材料儲氫材料性能 313
9.9.1 納米顆粒儲氫理論計算 313
9.9.2 尺寸效應 314
9.9.3 薄膜材料的儲氫研究 315
9.9.4 薄膜的氫致光變特性 316
9.9.5 氫致光變特性材料的應用 321
參考文獻 323
第10章 無機非金屬儲氫材料 330
10.1 引言 330
10.2 無機非金屬氫化物 331
10.2.1 基本特征 331
10.2.2 電子結構和成鍵特性 332
10.2.3 吸放氫反應機理 334
10.3 金屬鋁氫(Al-H)化物 335
10.3.1 合成方法 335
10.3.2 晶體結構 336
10.3.3 吸放氫性能 338
10.3.4 吸放氫性能改善與系統開發 342
10.4 金屬氮氫(N-H)化物 345
10.4.1 合成方法 345 <
第1章 氫能特征與氫經濟 1
1.1 氫與氫能 1
1.1.1 氫的基本特性 1
1.1.2 氫氣的能量 2
1.1.3 與液態燃料的比較 6
1.1.4 氫能與環境 7
1.1.5 灰氫、青氫、藍氫和綠氫 9
1.1.6 氫能源市場 10
1.1.7 氫能源路線圖 13
1.2 各國能源消耗及特點 15
1.2.1 能源需求增長 15
1.2.2 能源消耗結構 15
1.2.3 我國的能源消耗特點和問題 17
1.3 氫能的特點和利用形式 20
1.3.1 能源發展趨勢 20
1.3.2 氫能的四大特點 22
1.4 氫氣的供給 24
1.4.1 氫氣的生產 24
1.4.2 各種制氫方法和成本 26
1.4.3 氫源選擇的“四要素” 28
1.4.4 氫與電的相關性 29
1.5 氫能的利用形式 30
1.5.1 氫氣的傳統用途 30
1.5.2 氫能源利用形式和體系 31
1.5.3 現在氫能應用開發動態和主要的問題 34
1.6 可再生能源與氫能源 38
1.6.1 可再生能源及其制氫 38
1.6.2 生物質能 40
1.7 氫能源社會的發展與各國的動態 42
1.7.1 美國和加拿大氫能源經濟的發展動態 43
1.7.2 歐洲氫能源經濟的發展動態 46
1.7.3 日本氫能源經濟的發展動態 46
1.7.4 澳大利亞氫能開發 49
1.7.5 韓國氫能源開發 51
1.7.6 我國氫能源開發和利用 51
參考文獻 53
第2章 氫的基本性質 55
2.1 氫的形成、存在和發現 55
2.2 氫原子 56
2.3 氫的同位素 57
2.4 氫氣 58
2.4.1 H2的分子結構 58
2.4.2 氫氣的核自旋異構體 59
2.4.3 氫氣的物理性質 60
2.4.4 液態和固態氫 63
2.4.5 金屬氫 64
2.5 氫的核聚變反應 65
2.5.1 核聚變反應的原理 65
2.5.2 人工核聚變反應 66
2.5.3 人工核聚變裝置 68
2.5.4 人工核聚變工程 71
2.6 氫的化學性質 72
2.6.1 氫原子的電子結構和成鍵特征 72
2.6.2 氫與非金屬的反應 73
2.6.3 氫與金屬的反應 74
2.6.4 氫在冶金中的應用 74
2.6.5 氫與過渡金屬的配位反應 74
2.6.6 氫在石油化工中的應用 75
2.7 氫化物 76
2.7.1 概述 76
2.7.2 金屬氫化物 77
2.7.3 主族元素與氫的共價型化合物 78
2.7.4 配位氫化物 79
2.7.5 高壓氫化物相 80
2.8 氫化物的研究方法 80
2.8.1 壓力–成分等溫線 80
2.8.2 熱分析 82
2.8.3 核磁共振 82
2.8.4 紅外光譜 83
2.8.5 中子衍射 84
參考文獻 84
第3章 氫氣制備 86
3.1 化石燃料制氫 88
3.1.1 煤炭制氫 89
3.1.2 天然氣制氫 90
3.2 高溫分解制氫 93
3.2.1 甲醇裂解制氫 93
3.2.2 工業副產氫 95
3.2.3 氨分解制氫 95
3.3 電解水制氫 99
3.3.1 電解水制氫原理 99
3.3.2 電解水制氫現狀 99
3.4 核電制氫 106
3.5 生物質制氫 107
3.5.1 光合生物制氫 107
3.5.2 生物發酵制氫 111
3.6 光催化制氫 114
3.6.1 太陽能熱化學制氫 115
3.6.2 太陽能光電化學制氫 115
3.6.3 光解水制氫 115
3.7 小結 123
參考文獻 124
第4章 氫分離和提純 128
4.1 變壓吸附提純氫氣 129
4.1.1 變壓吸附技術的基本原理 130
4.1.2 吸附床的吸附穿透曲線 132
4.1.3 變壓吸附的基本操作 132
4.1.4 變壓吸附的吸附劑 133
4.2 膜分離 134
4.2.1 膜分離的機理 135
4.2.2 多孔膜材料 137
4.2.3 有機高分子膜 139
4.2.4 透氫金屬膜 140
4.3 Benfield法 146
4.4 深冷分離 148
4.4.1 冷凝法 148
4.4.2 膨脹機法 149
4.5 重氫的分離 149
4.5.1 氫同位素的特性 149
4.5.2 重氫的核聚變反應 150
4.5.3 重氫提純回收 151
4.5.4 氫同位素的分離濃縮 156
參考文獻 162
第5章 高壓儲氫 165
5.1 高壓氫氣的壓縮 165
5.1.1 氫氣的壓縮因子和壓縮后的密度 165
5.1.2 氫氣壓縮后的氫原子間距 166
5.1.3 氫氣壓縮機 167
5.1.4 氫氣的壓縮功耗 169
5.2 氫氣的加注 171
5.2.1 氫氣加注的方法 171
5.2.2 氫氣加注過程中溫度的變化 172
5.2.3 氫氣加注機的市場應用 173
5.3 高壓儲氫容器 174
5.3.1 高壓儲氫容器的發展 174
5.3.2 輕質高壓儲氫容器的設計和制備 177
5.4 高壓儲氫的風險和控制 180
5.4.1 高壓儲氫的使用風險 180
5.4.2 高壓儲氫的風險評估 181
5.4.3 高壓儲氫使用的標準 181
5.4.4 高壓儲氫使用的安全檢測 182
5.4.5 高壓儲氫的風險控制 183
5.5 高壓儲氫的應用 184
5.5.1 運輸用大型高壓氫氣容器 184
5.5.2 蓄氣站大型高壓氫氣容器 185
5.5.3 燃料電池車用高壓儲氫 186
5.5.4 小型高壓儲氫罐的應用 188
5.5.5 高壓管道供氫 189
參考文獻 190
第6章 液態儲氫及應用 191
6.1 液態氫氣的生產 191
6.2 液態氫的儲存 196
6.2.1 液氫設備的絕熱材料 196
6.2.2 液氫儲罐 197
6.3 液氫的輸運 200
6.3.1 常溫容器加注液氫的冷卻特性 200
6.3.2 液氫的輸送方式 201
6.3.3 液氫儲藏型加氫站 203
6.4 液氫的應用 205
6.4.1 液氫在航空航天領域的應用 205
6.4.2 液氫在汽車領域的應用 207
6.4.3 液氫的其他應用 209
參考文獻 210
第7章 液態有機氫載體儲氫 212
7.1 液態有機氫載體概述 212
7.2 小分子醇醛胺酸型液態有機氫載體 215
7.2.1 甲酸 215
7.2.2 其他小分子醇醛胺酸型液態有機氫載體 219
7.3 芳香化合物型液態有機氫載體 223
7.3.1 芳香烴 223
7.3.2 氮雜環芳香烴 227
7.3.3 硼氮雜環芳香烴 236
參考文獻 237
第8章 物理吸附儲氫材料 245
8.1 氣體吸附原理及物理儲氫的特點 245
8.1.1 吸附等溫線的類型 246
8.1.2 吸附等溫方程 247
8.2 碳材料的發展及儲氫性能 249
8.2.1 活性炭 249
8.2.2 碳納米管及石墨烯 249
8.2.3 生物質衍生碳材料 250
8.2.4 碳材料的開發與研究前景 251
8.3 金屬有機骨架材料的儲氫性能 251
8.3.1 研究現狀 251
8.3.2 與氫氣作用機理 253
8.3.3 儲氫性能的影響因素和發展方向 254
8.4 多孔高分子的儲氫性能 256
8.4.1 共價有機骨架材料 256
8.4.2 共軛微孔高分子材料 256
8.4.3 多孔高分子材料的研究前景 258
8.5 三種物理吸附材料的比較 258
8.5.1 孔道結構 258
8.5.2 吸附位點 258
8.5.3 儲氫容量 259
參考文獻 259
第9章 儲氫合金和金屬氫化物 263
9.1 儲氫合金的工作原理和設計 263
9.1.1 儲氫合金簡介 263
9.1.2 儲氫合金的歷史發展及現狀 263
9.1.3 儲氫合金的工作原理 265
9.1.4 儲氫合金的設計與評價 270
9.2 稀土儲氫材料 273
9.2.1 LaNi5基AB5型儲氫材料 273
9.2.2 非AB5型新型稀土儲氫合金 276
9.3 Mg和MgH2基儲氫材料 279
9.3.1 Mg單質儲氫材料 279
9.3.2 Mg-M(M=Ni，Co，Fe等)體系儲氫材料 282
9.4 Ca基儲氫材料 284
9.5 Ti基合金儲氫材料 288
9.5.1 Ti基二元合金體系 290
9.5.2 Ti-Cr-Mn基三元合金體系 292
9.5.3 Ti-V-Mn基三元合金體系 299
9.6 V基體心立方固溶體合金儲氫材料 301
9.6.1 V-Ti-Fe合金體系 304
9.6.2 V-Ti-Ni合金體系 305
9.6.3 V-Ti-Cr合金體系 306
9.7 Zr基合金儲氫材料 308
9.7.1 Zr-V基合金體系 310
9.7.2 Zr-Cr基合金體系 311
9.7.3 Zr-Mn基合金體系 311
9.8 Pd基固溶體儲氫材料 311
9.9 低維材料儲氫材料性能 313
9.9.1 納米顆粒儲氫理論計算 313
9.9.2 尺寸效應 314
9.9.3 薄膜材料的儲氫研究 315
9.9.4 薄膜的氫致光變特性 316
9.9.5 氫致光變特性材料的應用 321
參考文獻 323
第10章 無機非金屬儲氫材料 330
10.1 引言 330
10.2 無機非金屬氫化物 331
10.2.1 基本特征 331
10.2.2 電子結構和成鍵特性 332
10.2.3 吸放氫反應機理 334
10.3 金屬鋁氫(Al-H)化物 335
10.3.1 合成方法 335
10.3.2 晶體結構 336
10.3.3 吸放氫性能 338
10.3.4 吸放氫性能改善與系統開發 342
10.4 金屬氮氫(N-H)化物 345
10.4.1 合成方法 345 <
展開全部
氫與氫能(第2版)(精) 節選
第1章氫能特征與氫經濟 1.1氫與氫能 1.1.1氫的基本特性 氫是宇宙中分布*廣的元素，原子序數為1，元素記號是H，有同位素氘(D)和氚(T)。氫通常采用2個原子結合在一起稱為氫分子，化學式為H2，分子量為2.01588，常溫常壓下，無色、無味、無臭、極易燃燒、是地球上*輕的氣體。氫在地球上幾乎不會以氫分子的狀態存在，主要以化合態存在于化合物中，如水、石油、煤、天然氣以及各種生物的組成中。自然界中，水含有約11％重量的氫，泥土中含有約1.5％，100公里高空的主要成分也是氫氣，但是大氣層的含量卻很低，僅有約1ppm(體積比)[。氫氣的基本物理特征如下所示(圖1.1)。 (1)宇宙中*豐富的元素。在質量方面，約占整個宇宙的70％(與太陽類似，宇宙中的星星大部分都因氫的核聚變反應而發光)。 (2)氫單體在自然界幾乎不存在，在地球上作為化合物存在(水、化石燃料、有機化合物等)。 (3)無色、無味、無臭的氣體。 (4)*輕的氣體(相對于空氣的比重為0.0695)，擴散速度快。 (5)即使燃燒也很難看到火焰。 (6)燃燒后會和氧氣反應生成水。 (7)在.253℃液化。 圖1.1氫氣的基本物理特征 我國現行《氫氣》國家標準經國家市場監督管理總局批準發布并于1996年8月1日開始實施，定義純度99.99％以下的氫氣為工業氫，大于或等于99.99％的純氫，大于或等于99.999％的為高純氫，大于或等于99.9999％的為超純氫，工業氫標準見表1.1，純氫、高純氫和超純氫質量技術指標見表1.2。 1.1.2氫氣的能量 氫能是氫分子和氧分子反應生成水時放出的能量，準確地說應該是水相對于氫氣和氧氣的能量。因為大氣中有大量的氧氣，可以不在意氧氣，而只關注氫氣，并把氫氣和氧氣反應釋放的能量稱為氫能。1mol的氫氣能量即是1mol的H2與1/2mol的O2所具有的能量與1mol的H2O(液體)具有的能量差。標準狀態下(1atm，25℃)，標準焓變是-285.830kJ，標準自由能的變化是-237.183kJ。焓變是全部能量的變化，自由能的變化是從焓變中可以取出來的能量，可以通過電池的方式作為電能取出來。沒能以電能的形式取出的部分則是以熱的形式釋放出來，如圖1.2所示。 氣體的燃燒發熱值分為兩種：一種是高熱值(high heating value，HHV)，即單位燃燒氣體完全燃燒后，其燃氣被冷卻到初始溫度，其中水蒸氣以凝結水的狀態排出時，所釋放的全部熱量，即燃料完全燃燒，且燃燒產物的水蒸氣凝結為水時的反應熱；另一種是低熱值(lower heating value，LHV)，即單位燃料氣體完全燃燒后，其燃氣被冷卻到初始溫度，其中的水蒸氣以蒸汽的狀態排出時，所釋放的全部熱量，即燃料完全燃燒，燃燒產物中的水蒸氣仍以氣態存在時的反應熱。低位發熱量等于高位發熱量(高熱值)減去水蒸發和燃料燃燒時加熱物質所需要的熱量，即由總熱量減去冷凝熱的差數。 圖1.3是氫氣與幾種主要燃料的熱值比較，氫氣的重量能量密度要比其他燃料高很多，體積能量密度相對比較小。 表1.3～表1.5是氫氣與其他一些主要燃料的性質比較。氫能是一種高密度能源儲存載體，具有很大的儲能容量。能源的儲存非常重要，可以有多種儲存的方式。一次能源以及可再生能源可以轉變成化學能，以一種物質的形式儲存。經過比較分析，轉變成氫氣是一種*佳的選擇。同時氫氣密度小、擴散能力強、導熱系數大、易燃易爆。 氫是多用途的。如今已有的技術使氫能夠以不同的方式生產、儲存、移動和使用能源。各種各樣的燃料能夠產生氫氣，包括可再生能源、核能、天然氣、煤炭和石油。它可以通過管道以氣體的形式運輸，也可以通過船舶以液體的形式運輸，就像液化天然氣(LNG)一樣。它可以轉化為電力和甲烷，為家庭和實體工業提供動力，也可以轉化為汽車、卡車、輪船和飛機的燃料。 氫能夠為可再生能源實現能源轉換，成為可再生能源的一種能源載體。太陽能光伏(PV)和風能的發電量并不是總與負載很好地匹配，氫能是儲存這些可再生能源的主要選擇之一，而且儲存的時間可以是數天、數周甚至數月，其成本也是*低的。通過氫或含氫燃料可以實現可再生能源的遠距離輸運，如可從澳大利亞或拉丁美洲等太陽能和風能資源豐富的地區將能源輸送到數千公里以外的能源匱乏城市。 氫能可以節省能源、降低環境負荷。燃料電池是從作為燃料的氫和空氣中的氧的電化學反應中直接取出電能，所以發電效率很高。另外，通過有效利用電和熱兩方面，能夠進一步提高總能源效率(圖1.4)。因此，擴大燃料電池的活用，可以大幅度地節省能源。 此外，如圖1.5所示，氫氣制備方法多，應用面廣，與其他能源相比，具有很強的靈活性。 1.1.3與液態燃料的比較 許多碳氫化合物可以由氫和碳合成，滿足流動性標準的一些碳氫化合物如表1.6所示。但是，考慮到制造、安全、燃燒等因素，則會從列表中刪除一些或添加新的選項。 與液態或高壓(80MPa)氣態氫相比，這些化合物的體積能量密度是它們的2～4倍。其中，氨、甲醇、乙醇、二甲醚和甲苯的分子結構相對簡單，而辛烷是*佳的氫載體，單位體積能量含量也位居第三。 盡管氨每立方米含有106kg的氫，但是它有毒性。無論是輸送能源還是氫氣，*好的方法是將氫與碳結合，制成液體燃料。與甲醇和乙醇相比，辛烷更難合成(例如通過費托法合成)，也難以轉化成氫氣用于燃料電池。二甲醚(DME)具有良好的特性，但比醇類通用性差。
氫與氫能(第2版)(精) 作者簡介
李星國，北京大學教授，日本廣島大學客座教授，國家杰出青年科學基金獲得者。歷經日本東北大學博士、華中科技大學副教授、日本巖手大學副教授和教授，華中科技大學和中南大學兼職教授。自1987年起開始從事氫氣制備、儲存和應用等研究。2002年獲日本材料技術研究協會Lectureship Award,2004年獲日本材料技術研究協會特別講演會獎，2005年獲GM中國科技成就獎，2018年獲中國稀土科學技術獎。
書友推薦
- >
李白與唐代文化
- >
山海經
- >
苦雨齋序跋文-周作人自編集
- >
上帝之肋:男人的真實旅程
- >
隨園食單
- >
我與地壇
- >
姑媽的寶刀
- >
自卑與超越
本類暢銷
