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先進電化學能源存儲與轉(zhuǎn)化技術叢書--直接液體燃料電池 版權信息
- ISBN：9787122452146
- 條形碼：9787122452146 ; 978-7-122-45214-6
- 裝幀：精裝
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
先進電化學能源存儲與轉(zhuǎn)化技術叢書--直接液體燃料電池 本書特色
本書的相關章節(jié)均來自于該領域的知名教授或一線科研人員，他們根據(jù)自己的研究經(jīng)驗與知識結構，盡量做到將該領域的基本知識與研究進展呈現(xiàn)給讀者，力求做到內(nèi)容覆蓋較全面又不失重點介紹。書中根據(jù)直接液體燃料電池的特點、組成、結構從燃料電池的關鍵材料和技術出發(fā)，重點介紹直接液體燃料電池電極材料、離子交膜、膜電極及電池集成技術的進展，并對其它具有潛在應用價值的液體燃料電催化給予關注。本書對直接液體電池的關鍵電極材料的制備與應、電池組裝與測試技術均有詳細介紹。
先進電化學能源存儲與轉(zhuǎn)化技術叢書--直接液體燃料電池 內(nèi)容簡介
《直接液體燃料電池》是“先進電化學能源存儲與轉(zhuǎn)化技術叢書”分冊之一。本書根據(jù)直接液體燃料電池的特點、組成、結構，從燃料電池的關鍵材料和技術出發(fā)，重點介紹當今直接液體燃料電池在電極材料、離子交換膜、膜電極及電池集成技術方面的進展，并對其他具有潛在應用價值的液體燃料電催化給予關注。書中對直接液體燃料電池關鍵電極材料的制備與應用、電池組裝與測試技術均有詳細介紹，具有很重要的學術參考價值，借鑒本書內(nèi)容可以快速展開相關的基礎與應用研究，并能深入了解當前能源電化學技術在本領域的研究進展。 本書適合從事電化學、電催化、能源、材料及燃料電池技術等學科領域的科研工作者以及相關專業(yè)的研究生和高年級本科生參考學習。
先進電化學能源存儲與轉(zhuǎn)化技術叢書--直接液體燃料電池 目錄
第1章 緒論1
1.1 直接液體燃料電池概述2
1.1.1 直接液體燃料電池概況2
1.1.2 直接液體燃料電池工作原理5
1.2 直接液體燃料電池基本結構8
1.2.1 膜電極8
1.2.2 雙極板10
1.2.3 端板11
1.2.4 流場12
1.2.5 密封性12
1.2.6 輔助設備12
1.3 直接液體燃料電池的分類13
1.4 直接液體燃料電池關鍵材料20
1.4.1 催化劑20
1.4.2 載體21
1.4.3 固體電解質(zhì)22
1.5 直接液體燃料電池性能評價26
1.5.1 極化曲線26
1.5.2 功率密度和能量密度28
1.5.3 長效性29
1.6 總結與展望30
參考文獻31 第2章 陽極催化劑41
2.1 陽極反應氧化機理42
2.1.1 甲醇電氧化機理42
2.1.2 乙醇電氧化機理44
2.1.3 甲酸電氧化機理45
2.2 陽極催化劑46
2.2.1 甲醇電氧化催化劑46
2.2.2 乙醇電氧化催化劑59
2.2.3 甲酸電氧化催化劑61
2.3 催化劑制備技術63
2.3.1 浸漬-液相還原法63
2.3.2 膠體法65
2.3.3 微乳法67
2.3.4 電化學法68
2.3.5 氣相還原法69
2.3.6 氣相沉積法70
2.3.7 高溫合金化法70
2.3.8 羰基簇合物法70
2.3.9 預沉積法71
2.3.10 離子液體法71
2.3.11 噴霧熱解法72
2.3.12 固相反應方法73
2.3.13 多醇過程法73
2.3.14 微波法74
2.3.15 組合法74
2.3.16 離子交換法74
2.3.17 輻照法75
2.4 催化劑表征技術75
2.4.1 物理表征76
2.4.2 電化學表征83
2.5 總結與展望90
參考文獻91 第3章 陰極催化劑108
3.1 電催化氧還原機理109
3.2 氧還原測試技術113
3.2.1 電化學測量暫態(tài)技術113
3.2.2 電化學測量穩(wěn)態(tài)技術115
3.2.3 旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極117
3.3 催化劑性能評價118
3.3.1 活性118
3.3.2 選擇性121
3.3.3 穩(wěn)定性及抗中毒能力123
3.4 催化劑理論設計124
3.4.1 理論基礎124
3.4.2 理論模型126
3.5 催化劑材料131
3.5.1 貴金屬催化劑131
3.5.2 非貴金屬催化劑139
3.6 催化機理149
3.6.1 結構效應149
3.6.2 電子效應150
3.6.3 粒徑效應151
3.7 可實用化催化劑152
3.8 總結與展望162
3.9 致謝163
參考文獻163 第4章 燃料電池質(zhì)子交換膜材料179
4.1 概述180
4.2 質(zhì)子交換膜材料類型181
4.2.1 全氟磺酸樹脂材料182
4.2.2 碳氫聚合物膜材料183
4.2.3 芳族聚合物膜材料183
4.2.4 酸堿基聚合物材料184
4.3 質(zhì)子交換膜的表征方法185
4.3.1 小角X射線散射和小角度中子散射185
4.3.2 顯微鏡：一種直觀的結構研究技術186
4.3.3 熱試驗與動態(tài)力學性能189
4.3.4 正電子湮沒壽命譜191
4.3.5 介電弛豫：理解離子輸運與結構的關系191
4.4 全氟磺酸質(zhì)子交換膜192
4.4.1 Nafion形態(tài)學193
4.4.2 Nafion的力學性能196
4.4.3 Nafion膜的電化學性質(zhì)197
4.5 全氟磺酸樹脂膜材料的其他應用200
4.5.1 化學氣氛傳感器200
4.5.2 氯堿電池隔膜材料200
4.5.3 鋰硫電池功能分離器201
4.6 新型納米結構的全氟磺酸電解質(zhì)材料202
4.6.1 介孔結構Nafion膜材料202
4.6.2 雜化納米結構質(zhì)子交換膜204
4.6.3 酸堿基質(zhì)子傳導電解質(zhì)材料205
4.7 總結與展望207
參考文獻207 第5章 膜電極215
5.1 膜電極概念216
5.1.1 膜電極簡介216
5.1.2 擴散層221
5.2 膜電極的表征222
5.2.1 膜電極物理表征222
5.2.2 膜電極電化學測試226
5.3 膜電極的制備過程228
5.3.1 催化劑層的制備方法229
5.3.2 擴散層制備233
5.4 有序化膜電極233
5.4.1 介觀尺度有序電極研究進展234
5.4.2 微觀尺度有序電極研究進展239
5.5 自增濕膜電極244
5.6 總結與展望245
參考文獻245 第6章 直接液體燃料電池技術253
6.1 直接液體燃料電池進料方式254
6.1.1 主動式直接液體燃料電池254
6.1.2 被動式直接液體燃料電池256
6.2 直接液體燃料電池關鍵技術258
6.2.1 流場及集流體設計258
6.2.2 阻燃料（醇）結構設計260
6.2.3 兩相管理及燃料傳質(zhì)優(yōu)化265
6.3 直接液體燃料電池模型及數(shù)值模擬270
6.3.1 建立燃料電池數(shù)學模型的意義270
6.3.2 燃料電池數(shù)學模型的分類與特點271
6.3.3 直接液體燃料電池數(shù)值模擬274
6.4 直接液體燃料電池集成技術276
6.4.1 微型直接液體燃料電池技術276
6.4.2 直接液體燃料電池電堆集成技術280
6.5 電池穩(wěn)定性及衰減分析281
6.6 總結與展望284
參考文獻285 第7章 堿性直接液體燃料電池289
7.1 概述290
7.2 堿性直接液體燃料電池工作原理291
7.3 催化劑293
7.3.1 陽極催化劑293
7.3.2 陰極催化劑299
7.4 陰離子交換膜310
7.4.1 堿性陰離子交換膜的物質(zhì)傳輸與電導率310
7.4.2 堿性陰離子交換膜的穩(wěn)定性313
7.5 堿性直接液體燃料電池面臨的挑戰(zhàn)317
7.6 總結與展望318
參考文獻319 第8章 其他液體燃料電催化氧化329
8.1 二甲醚燃料330
8.1.1 電催化氧化概述331
8.1.2 電極材料332
8.2 硼氫化物燃料334
8.2.1 電催化氧化概述335
8.2.2 電極材料336
8.3 氨燃料340
8.3.1 電催化氧化概述342
8.3.2 電極材料342
8.4 肼燃料344
8.4.1 電催化氧化概述345
8.4.2 電極材料346
8.5 尿素燃料348
8.5.1 電催化氧化概述349
8.5.2 電極材料350
8.6 總結與展望351
參考文獻352
索引357
1.1 直接液體燃料電池概述2
1.1.1 直接液體燃料電池概況2
1.1.2 直接液體燃料電池工作原理5
1.2 直接液體燃料電池基本結構8
1.2.1 膜電極8
1.2.2 雙極板10
1.2.3 端板11
1.2.4 流場12
1.2.5 密封性12
1.2.6 輔助設備12
1.3 直接液體燃料電池的分類13
1.4 直接液體燃料電池關鍵材料20
1.4.1 催化劑20
1.4.2 載體21
1.4.3 固體電解質(zhì)22
1.5 直接液體燃料電池性能評價26
1.5.1 極化曲線26
1.5.2 功率密度和能量密度28
1.5.3 長效性29
1.6 總結與展望30
參考文獻31 第2章 陽極催化劑41
2.1 陽極反應氧化機理42
2.1.1 甲醇電氧化機理42
2.1.2 乙醇電氧化機理44
2.1.3 甲酸電氧化機理45
2.2 陽極催化劑46
2.2.1 甲醇電氧化催化劑46
2.2.2 乙醇電氧化催化劑59
2.2.3 甲酸電氧化催化劑61
2.3 催化劑制備技術63
2.3.1 浸漬-液相還原法63
2.3.2 膠體法65
2.3.3 微乳法67
2.3.4 電化學法68
2.3.5 氣相還原法69
2.3.6 氣相沉積法70
2.3.7 高溫合金化法70
2.3.8 羰基簇合物法70
2.3.9 預沉積法71
2.3.10 離子液體法71
2.3.11 噴霧熱解法72
2.3.12 固相反應方法73
2.3.13 多醇過程法73
2.3.14 微波法74
2.3.15 組合法74
2.3.16 離子交換法74
2.3.17 輻照法75
2.4 催化劑表征技術75
2.4.1 物理表征76
2.4.2 電化學表征83
2.5 總結與展望90
參考文獻91 第3章 陰極催化劑108
3.1 電催化氧還原機理109
3.2 氧還原測試技術113
3.2.1 電化學測量暫態(tài)技術113
3.2.2 電化學測量穩(wěn)態(tài)技術115
3.2.3 旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極117
3.3 催化劑性能評價118
3.3.1 活性118
3.3.2 選擇性121
3.3.3 穩(wěn)定性及抗中毒能力123
3.4 催化劑理論設計124
3.4.1 理論基礎124
3.4.2 理論模型126
3.5 催化劑材料131
3.5.1 貴金屬催化劑131
3.5.2 非貴金屬催化劑139
3.6 催化機理149
3.6.1 結構效應149
3.6.2 電子效應150
3.6.3 粒徑效應151
3.7 可實用化催化劑152
3.8 總結與展望162
3.9 致謝163
參考文獻163 第4章 燃料電池質(zhì)子交換膜材料179
4.1 概述180
4.2 質(zhì)子交換膜材料類型181
4.2.1 全氟磺酸樹脂材料182
4.2.2 碳氫聚合物膜材料183
4.2.3 芳族聚合物膜材料183
4.2.4 酸堿基聚合物材料184
4.3 質(zhì)子交換膜的表征方法185
4.3.1 小角X射線散射和小角度中子散射185
4.3.2 顯微鏡：一種直觀的結構研究技術186
4.3.3 熱試驗與動態(tài)力學性能189
4.3.4 正電子湮沒壽命譜191
4.3.5 介電弛豫：理解離子輸運與結構的關系191
4.4 全氟磺酸質(zhì)子交換膜192
4.4.1 Nafion形態(tài)學193
4.4.2 Nafion的力學性能196
4.4.3 Nafion膜的電化學性質(zhì)197
4.5 全氟磺酸樹脂膜材料的其他應用200
4.5.1 化學氣氛傳感器200
4.5.2 氯堿電池隔膜材料200
4.5.3 鋰硫電池功能分離器201
4.6 新型納米結構的全氟磺酸電解質(zhì)材料202
4.6.1 介孔結構Nafion膜材料202
4.6.2 雜化納米結構質(zhì)子交換膜204
4.6.3 酸堿基質(zhì)子傳導電解質(zhì)材料205
4.7 總結與展望207
參考文獻207 第5章 膜電極215
5.1 膜電極概念216
5.1.1 膜電極簡介216
5.1.2 擴散層221
5.2 膜電極的表征222
5.2.1 膜電極物理表征222
5.2.2 膜電極電化學測試226
5.3 膜電極的制備過程228
5.3.1 催化劑層的制備方法229
5.3.2 擴散層制備233
5.4 有序化膜電極233
5.4.1 介觀尺度有序電極研究進展234
5.4.2 微觀尺度有序電極研究進展239
5.5 自增濕膜電極244
5.6 總結與展望245
參考文獻245 第6章 直接液體燃料電池技術253
6.1 直接液體燃料電池進料方式254
6.1.1 主動式直接液體燃料電池254
6.1.2 被動式直接液體燃料電池256
6.2 直接液體燃料電池關鍵技術258
6.2.1 流場及集流體設計258
6.2.2 阻燃料（醇）結構設計260
6.2.3 兩相管理及燃料傳質(zhì)優(yōu)化265
6.3 直接液體燃料電池模型及數(shù)值模擬270
6.3.1 建立燃料電池數(shù)學模型的意義270
6.3.2 燃料電池數(shù)學模型的分類與特點271
6.3.3 直接液體燃料電池數(shù)值模擬274
6.4 直接液體燃料電池集成技術276
6.4.1 微型直接液體燃料電池技術276
6.4.2 直接液體燃料電池電堆集成技術280
6.5 電池穩(wěn)定性及衰減分析281
6.6 總結與展望284
參考文獻285 第7章 堿性直接液體燃料電池289
7.1 概述290
7.2 堿性直接液體燃料電池工作原理291
7.3 催化劑293
7.3.1 陽極催化劑293
7.3.2 陰極催化劑299
7.4 陰離子交換膜310
7.4.1 堿性陰離子交換膜的物質(zhì)傳輸與電導率310
7.4.2 堿性陰離子交換膜的穩(wěn)定性313
7.5 堿性直接液體燃料電池面臨的挑戰(zhàn)317
7.6 總結與展望318
參考文獻319 第8章 其他液體燃料電催化氧化329
8.1 二甲醚燃料330
8.1.1 電催化氧化概述331
8.1.2 電極材料332
8.2 硼氫化物燃料334
8.2.1 電催化氧化概述335
8.2.2 電極材料336
8.3 氨燃料340
8.3.1 電催化氧化概述342
8.3.2 電極材料342
8.4 肼燃料344
8.4.1 電催化氧化概述345
8.4.2 電極材料346
8.5 尿素燃料348
8.5.1 電催化氧化概述349
8.5.2 電極材料350
8.6 總結與展望351
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