Hydrogen and Fuel Cells: Emerging Technolo... pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Bent Srensen & Giusepp... 著

圖書標籤:

• Hydrogen
• Fuel Cells
• Renewable Energy
• Energy Technology
• Electrochemistry
• Materials Science
• Sustainable Energy
• Energy Conversion
• Green Energy
• Clean Energy

店鋪： 瀾瑞外文Lanree圖書專營店

齣版社： Academic Press

ISBN：9780081007082

商品編碼：25685948558

包裝：平裝

外文名稱：Hydrogen and Fuel Cell...

齣版時間：2018-02-14

頁數：522

正文語種：英語

圖書基本信息

Hydrogen and Fuel Cells: Emerging Technologies and Applications
作者： Bent Srensen;Giuseppe Spazzafumo;
ISBN13： 9780081007082
類型： 平裝(簡裝書)
語種： 英語（English）
齣版日期： 2018-02-14
齣版社： Academic Press
頁數： 522
重量（剋）： 771
尺寸： 22.606 x 15.24 x 2.54 cm

商品簡介

In a multidisciplinary field such as energy, Hydrogen and Fuel Cells stands out by covering the entire width of hydrogen production and usage technologies, giving detailed descriptions of not just one but the range of very different fuel cells that have been developed or are under development. In one volume, respected experts Bent Sorensen and Giuseppe Spazzafumo provide all the basic scientific theory underlying hydrogen and fuel cell technologies, but at the same time present applications and sustainable integration into society in a way accessible to a broad range of people working in this field, whether in technical, economic or management roles. The third edition reflects both recently emerged technologies and the market penetration of the most promising technologies, and it gives an appraisal of how far fuel cell technology may go in the future, considering current challenges and economic trends. This new edition has updated and expanded content on hydrogen storage and transmission, molten carbonate fuel cells, PEM fuel cells, solid oxide fuel cells, biofuel cells, including microbial fuel cells, applications in transportation and power plants, future scenarios and life-cycle assessment. It is ideal for researchers and professionals in the field of energy, and renewable energy in particular, both in academia and industry. It is also useful to lecturers and graduate students in engineering, physics, and environmental sciences, as well as professionals involved in energy or environmental regulation and policy.

• Gain thorough understanding of the science and applications of hydrogen and a range of different fuel cells, including economic and social aspects of the field
• Updated sections include hydrogen storage and transportation, biofuel cells, PEM and solid oxide fuel cells, applications in transportation and large scale power generation, and life-cycle assessment

好的，這是一份關於《先進材料與可持續能源係統》的圖書簡介，重點介紹其在能源轉化、存儲和利用方麵的最新進展，內容涵蓋瞭前沿研究和實際應用，字數約1500字。 --- 圖書名稱：先進材料與可持續能源係統 (Advanced Materials and Sustainable Energy Systems) 圖書簡介 本書旨在全麵、深入地探討在應對全球能源挑戰和推動可持續發展背景下，先進功能材料在能源轉化、存儲與利用領域的最新研究成果、技術突破及未來發展方嚮。隨著化石燃料消耗帶來的環境壓力日益加劇，對高效、清潔、可再生的能源技術的需求迫切，而新一代材料的創新是實現這些目標的關鍵驅動力。 本書內容結構嚴謹，邏輯清晰，涵蓋瞭從基礎科學原理到前沿工程應用的多個層麵，是能源科學、材料工程、化學工程及相關交叉學科領域研究人員、工程師和高級學生的必備參考書。 第一部分：能源轉化材料的創新前沿 本部分聚焦於如何高效地將不同形式的能源（如太陽能、化學能、熱能）轉化為可用電能或其他能源形式的先進材料。 1. 太陽能捕獲與轉換材料 本書詳細闡述瞭光伏（PV）領域中，傳統矽基電池的性能瓶頸及其突破口。重點介紹瞭鈣鈦礦太陽能電池（Perovskite Solar Cells, PSCs）的最新進展。內容包括鈣鈦礦材料的結構設計、缺陷工程、界麵優化策略，以及提高其長期穩定性和環境耐受性的新方法。我們深入分析瞭高效率疊層電池的構建原理，特彆是將鈣鈦礦與CIGS或有機光伏結閤的策略。 此外，還涵蓋瞭第三代光伏技術，例如染料敏化太陽能電池（DSSC）在增強光吸收和電荷分離效率方麵的材料革新，以及量子點太陽能電池在窄帶隙吸收和多激子效應利用上的潛力。 2. 光催化與電催化能源轉化 在綠色氫能製備和二氧化碳減排方麵，催化材料的性能至關重要。本書係統介紹瞭半導體光催化劑在水分解製氫（光析氧/光析氫）中的應用。內容涉及新型非貴金屬基光催化劑（如氮化碳、金屬氧化物改性材料）的設計原則，以及如何通過形貌控製和錶麵缺陷工程來優化光吸收和載流子分離效率。 在電催化領域，本書聚焦於水裂解（OER/HER）和$ ext{CO}_2$還原（$ ext{CO}_2 ext{RR}$）的催化劑開發。詳細討論瞭單原子催化劑（SACs）、閤金催化劑以及基於過渡金屬硫化物和磷化物的催化體係，分析瞭活性位點結構與催化性能之間的構效關係，特彆關注在堿性或中性電解質中的高穩定性實現。 第二部分：高效儲能係統的關鍵材料 本部分集中探討瞭支持能源係統靈活性的關鍵技術——儲能，重點分析瞭電池、超級電容器等儲能器件的核心材料體係。 1. 鋰離子電池及後鋰體係的材料突破 鋰離子電池（LIBs）作為當前主流儲能技術，其發展受限於能量密度、循環壽命和安全性。本書深入剖析瞭高鎳正極材料（如$ ext{NMC}811$及更高鎳含量體係）的界麵穩定化技術，包括錶麵包覆和摻雜策略。在負極方麵，對矽基負極材料（納米結構矽、$ ext{Si}/ ext{C}$復閤材料）的大體積膨脹抑製技術進行瞭詳盡闡述。 更重要的是，本書前瞻性地介紹瞭固態電解質材料的最新進展。從聚閤物固態電解質（SSEs）到無機硫化物和氧化物固體電解質，詳細比較瞭它們在離子電導率、界麵接觸電阻和電化學窗口方麵的性能，以及如何解決固-固界麵阻抗難題。 2. 新型電池化學體係 超越傳統LIBs，本書介紹瞭極具潛力的下一代電池技術所需的關鍵材料： 鈉離子電池（NIBs）材料： 重點分析瞭兼容性好、成本低的層狀氧化物、普魯士藍類似物等正極材料，以及硬碳和閤金類負極材料的結構設計。 金屬-空氣電池（如鋰-空氣、鋅-空氣）： 探討瞭催化劑在高可逆性充放電過程中的作用，以及如何設計穩定、高效的電解質界麵層來抑製副反應。 3. 超級電容器與儲能電極 在功率密度要求高的應用中，超級電容器不可或缺。本書詳細介紹瞭贋電容材料（如過渡金屬氧化物/硫化物）和導電聚閤物的納米結構設計，以最大化比錶麵積和電荷存儲位點。對於離子/氧化還原液流電池，重點分析瞭新型有機和無機電活性物質的研發，及其在提高能量密度和延長循環壽命方麵的材料工程。 第三部分：能源係統的集成與智能材料 本部分關注如何將能源轉化和存儲單元集成到實際係統中，並探討瞭智能材料在能源係統優化中的作用。 1. 熱電轉換材料與係統 熱電材料能夠實現熱能與電能的直接相互轉換。本書深入分析瞭低維結構材料（如碲化物、銻化物納米綫）在提高塞貝剋係數（$S$）和降低熱導率（$kappa$）方麵的協同優化策略，旨在提高材料的綜閤性能因子（$ZT$值）。同時，也討論瞭熱電模塊的封裝技術和係統級效率提升方案。 2. 智能響應與自修復材料 為瞭提升能源係統的可靠性和壽命，本書引入瞭自修復聚閤物塗層在保護電極和電解質界麵免受機械應力和化學侵蝕方麵的應用。此外，探討瞭形狀記憶閤金和相變材料（PCMs）在熱管理係統中的應用，以實現對電池或催化反應器溫度的精準控製和熱量迴收。 3. 能源材料的計算模擬與高通量篩選 本書強調瞭計算材料學在加速新材料發現中的作用。內容涵蓋瞭密度泛函理論（DFT）在預測材料電子結構、催化反應路徑和離子遷移機製中的應用。同時，介紹瞭如何利用機器學習（ML）和高通量計算平颱來篩選具有特定能源性能的候選材料，從而顯著縮短研發周期。 結論與展望 本書最後總結瞭當前可持續能源材料領域麵臨的挑戰，包括成本控製、資源可持續性（如稀有金屬替代）、大規模製造的可行性以及長期的環境影響評估。對未來十年內，生物質能轉化、綠色氫能供應鏈構建以及下一代固態儲能係統中的材料革新方嚮進行瞭深入預測。 本書內容全麵、技術細節豐富，是能源領域研究人員、高級技術人員和政策製定者理解和推動可持續能源技術發展的重要參考工具。

評分☆☆☆☆☆

這本書，坦率地說，完全沒能抓住我期望從一本關於“氫能與燃料電池：新興技術”的書籍中得到的東西。我原本期待著深入探討電化學反應的細微差彆，關於催化劑設計的前沿突破，以及如何將實驗室裏的模型轉化為真正可靠、大規模的工業應用。然而，這本書給我的感覺更像是一份過時的行業報告的匯編，充斥著大量已經被廣泛討論、甚至有些陳舊的理論陳述。作者在描述質子交換膜燃料電池（PEMFC）的結構時，用瞭大量的篇幅去介紹基礎的電解質工作原理，這對於一個已經對該領域有基本瞭解的讀者來說，無異於在讀一本初中物理教材。我特彆關注瞭固態氧化物燃料電池（SOFC）在高溫運行下的材料衰退問題，以及如何通過新型陶瓷材料來延長其壽命。這本書在這方麵幾乎是避而不談，隻用瞭一兩個段落敷衍地提瞭一下“長期穩定性是一個挑戰”，然後便草草跳到瞭商業化融資的無關話題上。如果你想瞭解的是最新的納米結構催化劑如何顯著降低鉑的使用量，或者關於綠色氫生産（如使用高性能電解槽）的最新效率記錄，你在這裏會感到極度的失望。它缺乏那種推動技術前沿的銳氣和深入的工程細節，更像是一本寫給投資人而非工程師看的市場概述。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的最大感受是，它試圖涵蓋的範圍太廣，結果導緻在任何一個關鍵點上都未能深入。從技術成熟度模型（TRL）的角度來看，它似乎把精力都集中在TRL 3到TRL 5的區域，也就是概念驗證和實驗室原型階段，但對如何跨越到TRL 7——實際係統演示——的那些“死亡之榖”式的工程難題，處理得非常草率。我需要的是關於長壽命電堆設計中，密封材料的化學兼容性研究，尤其是在極端溫度波動下，如何防止電解質泄漏和性能衰減。這本書裏竟然沒有關於新型離子聚閤物膜（Nafion替代品）在抗壓和耐滲透性方麵的最新對比數據。它更像是一本為政策製定者準備的願景陳述，而不是一本能指導工程師解決實際問題的技術手冊。閱讀過程如同在廣闊的沙漠中行走，雖然視野開闊，但始終找不到可以汲取實質知識的綠洲。對於任何真正想推動氫能技術從“有前景”走嚮“可靠可用”的人來說，這本書提供的信息量，嚴重不足以支撐其宣稱的主題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述風格和結構安排，簡直讓人昏昏欲睡。它像是一份未經充分編輯的學術會議摘要集閤，章節之間的過渡生硬，邏輯跳躍性極大。我嘗試從第一章的“曆史迴顧”跳到第十章的“政策展望”，中間的理論部分幾乎是無法閱讀的噪音。特彆是在討論電解水製氫的效率時，我希望能看到基於吉布斯自由能的詳細熱力學分析，以及不同電解槽（PEM, Alkaline, SOEC）在不同溫度和壓力下的能量輸入-輸齣對比圖錶。這本書中提供的圖錶質量低劣，很多數據點模糊不清，根本無法進行有意義的二次計算或比較。更糟糕的是，參考文獻的引用看起來像是隨機拼湊的，缺乏對關鍵開創性論文的尊重和引用，這讓作為一名研究人員的我感到極度不專業。如果我需要快速查閱某一特定電化學反應的最新動力學數據，這本書的索引係統也幫不上忙，因為它似乎更側重於描述“潛力”而不是提供“數據”。讀完感覺像是在一個信息過載但內容空泛的研討會上度過瞭一天，收獲遠低於付齣的精力。

評分☆☆☆☆☆

我購買這本書的目的是想深入瞭解“燃料電池”在不同交通工具，特彆是重型卡車和船舶應用中的最新進展和麵臨的特定挑戰。柴油機替代方案的討論中，我非常期待看到關於燃料電池堆對振動、濕度變化以及燃料純度波動的耐受性測試報告。然而，本書對這些實際應用環境下的耐久性研究幾乎是輕描淡寫。它花費瞭大量的篇幅去描述乘用車燃料電池的優勢，這是一個已經被充分市場化的領域，其技術瓶頸更多在於成本和加氫基礎設施，而非核心技術突破。對於需要更強功率密度和更長運行周期的重型應用，這本書顯得力不從心。我特彆想找到關於甲醇重整器（Methanol Reformers）的設計優化，以期實現更方便的燃料供應，但書中對重整過程中的催化劑中毒和CO耐受性問題探討得極其膚淺。總而言之，這本書的技術深度沒有達到“新興技術”應有的水準，更像是一本為入門級市場營銷人員準備的介紹手冊，對於尋求實際工程解決方案的專業人士來說，價值微乎其微。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書的初衷，是想獲取一些關於下一代燃料電池係統集成和實際部署挑戰的真知灼見。我真正關心的是，如何在一個復雜的能源網絡中，將氫燃料電池係統無縫地接入電網，尤其是在應對間歇性可再生能源（如風能和太陽能）的波動性時，氫能儲存係統能扮演何種關鍵角色。我期待看到關於係統級控製策略、熱管理的高級算法，以及不同負荷條件下電池堆的動態響應麯綫的詳細分析。令人費解的是，這本書似乎對這些至關重要的係統工程問題采取瞭迴避態度。它花瞭大篇幅討論瞭氫氣儲存的安全規範——盡管這些規範在世界各地都有廣泛的公開文獻，且遠非“新興技術”——卻對液態有機氫載體（LOHCs）或高壓儲氫罐的材料疲勞測試數據隻字不提。對於一個緻力於理解如何將實驗室成果轉化為城市規模供能方案的讀者來說，這本書提供的知識密度極低。它停留在“氫能是清潔的”這種宏觀口號層麵，而我需要的是如何解決實際工程中遇到的、具體到小數點後幾位的效率損失和成本削減的方案。