科學鬼纔——燃料電池應用44例 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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☆☆☆☆☆

[英] Gavin D.J Harper，卓小龍 著

圖書標籤:

• 燃料電池
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• 應用案例
• 科技創新
• 工程技術
• 可再生能源
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• 能源技術
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齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115290540

商品編碼：29755923732

包裝：平裝

齣版時間：2012-10-01

基本信息

書名:科學鬼纔——燃料電池應用44例

：38.00元

售價：26.6元,便宜11.4元,摺扣70

作者:Gavin D.J Harper,卓小龍

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2012-10-01

ISBN：9787115290540

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.599kg

編輯推薦

44個製作項目令你瞭解燃料電池的威力解讀燃料電池的基本原理搭配步驟齊全的實驗佐證設計生動實用的製作項目，包含製作鉑燃料電池、微生物燃料電池、膜電極組件、簡易燃料電池車、氫氣火箭

內容提要

《科學鬼纔——燃料電池應用44例》從燃料電池的發展曆史說起，再分析瞭氫的生産與儲存，然後分彆講瞭鉑的燃料電池、堿性燃料電池、質子交換膜燃料電池、甲醇燃料電池、微生物燃料電池等各種燃料電池，在基礎知識講解的過程中，配閤以生動有趣的實驗進行佐證，在實踐中體會和學習，適閤學生閱讀。

目錄

章 氫與燃料電池的發展史

第2章 氫經濟

第3章 製備氫氣
29 項目1：氫氣驗證實驗
31 項目2：氧氣驗證實驗
32 項目3：酸與金屬的反應研究
34 項目4：製氫過程中金屬的活性研究
36 項目5：水電解研究
38 項目6：用Hoffman電解儀從水中製取燃料

第4章 氫氣儲存
44 項目7：將儲氫罐用於桌麵燃料電池
45 項目8：Boyle定律與加壓氫氣儲存
45 項目9：探究Charles定律
46 項目10：製作屬於你自己的“碳納米管”
51 項目11：通過H-Gen氫氣發生器製氫
53 項目12：改變H-Gen氫氣發生器反應速率

第5章 鉑燃料電池
58 項目13：製作鉑燃料電池

第6章 堿性燃料電池
66 項目14：堿性燃料電池生電
69 項目15：繪製堿性燃料電池的IU 特性麯綫
71 項目16：繪製堿性燃料電池的功率麯綫
73 項目17：對比不同堿性電解質的效果
73 項目18：對比不同“氫氣載體”的效果
74 項目19：研究溫度如何影響堿性燃料電池性能
76 項目20：研究堿性燃料電池中毒現象
77 項目21：研究堿性燃料電池對氧氣的依賴度
78 項目22：研究不同的陰極氣體
79 項目23：研究堿性燃料電池的反應速率(氧氣消耗量)

第7章 PEM 燃料電池
90 項目24：拆解一個燃料電池
93 項目25：改變膜電極組件的鉑載量
94 項目26：通入空氣與氧氣進行實驗
95 項目27：製作小型燃料電池

第8章 直接甲醇燃料電池
103 項目28：掌握甲醇燃料電池
104 項目29：甲醇燃料電池的“退役”和“再服役”
105 項目30：製作一個“邦迪牌”燃料電池

第9章 微生物燃料電池
115 項目31：製作微生物燃料電池

0章 高溫燃料電池

1章 從零開始製作燃料電池
138 項目32：製作膜電極組件

2章 氫氣安全

3章 氫氣運輸
158 項目33：製作簡易燃料電池車
167 項目34：製作一個“智能”燃料電池車
171 項目35：製作氫化物燃料電池車
172 項目36：製作一個無綫電遙控燃料電池車
180 項目37：氫氣動力太空旅行！製作一個氫氣火箭
183 項目38：氫氣動力空中旅行！製作一個氫氣動力飛船
184 項目39：製作一個無綫電遙控飛船

4章 氫氣的更多樂趣！
186 項目40：用氫氣為收音機供電
187 項目41：用氫氣為你的iPod供電
189 項目42：産生氫氣泡
190 項目43：引爆氫氣球
191 項目44：舉辦一個氫氣燒烤聚會

5章 燃料電池競賽

附錄A 所有你需要知道的有關氫氣的知識及其他
附錄B 燃料電池縮略詞

後記

作者介紹

Gavin D.JHarper，英國工程技術協會的會員，是多本科學技術類暢銷書的作者。英國《獨立報》形容他為“使命神童”，他的著作曾被《科學》雜誌、《愛上製作》、《生態學傢》雜誌等引用。他經常在歐洲巡迴講課，充滿瞭激情與活力。他也參與英國皇傢學會的工程技術大師課程項目，為激發年輕人對科學技術的興趣而努力。

文摘

序言

好的，這是一份為您量身打造的圖書簡介，主題將圍繞“可持續能源發展中的新興材料科學與工程應用”，完全不涉及燃料電池的具體內容。 --- 無盡的潛能：新興功能材料驅動下的綠色能源轉型 ——探索納米尺度設計、智能製造與跨學科集成的前沿實踐 本書聚焦： 能源領域正經曆一場深刻的革命，驅動力來自於對更高效率、更長壽命和更低環境影響的新一代功能性材料的極緻追求。本書深度剖析瞭支撐未來能源係統的幾大核心材料科學分支，著重闡述如何通過精確的材料設計、先進的製造工藝以及跨學科的係統集成，突破現有技術的瓶頸，實現可持續能源的規模化應用。 --- 第一部分：原子級精準控製——下一代能源材料的分子設計與閤成 本部分是全書的基石，深入探討瞭在原子和分子尺度上設計和調控功能材料結構的方法論。我們不再滿足於宏觀層麵的性能優化，而是追求通過精確的化學閤成路徑，將理論預測轉化為可批量生産的實體材料。 第一章：結構-性能關係的量化模型與計算模擬 本章首先介紹瞭利用密度泛函理論（DFT）和分子動力學模擬（MD）來預測新型氧化物、硫化物及有機半導體材料的電子結構、晶格振動和缺陷工程的先進手段。重點討論瞭如何通過計算篩選，加速尋找具有特定光電轉換或電荷傳輸特性的候選材料。例如，研究如何通過引入位錯或摻雜策略，優化材料的本徵導電性，並提供詳細的案例分析，展示計算預測如何指導實驗閤成。 第二章：先進閤成技術：從溶液到固態的精準調控 本章詳述瞭用於製備高純度、高均勻性功能材料的關鍵閤成技術。內容涵蓋瞭： 溶膠-凝膠（Sol-Gel）法的精細化控製： 探討如何通過調整pH值、溶劑體係和熱處理程序，實現對納米粒子形貌、尺寸分布以及孔隙率的精確調控，尤其是在製備高比錶麵積催化載體和吸附材料方麵的應用。 原子層沉積（ALD）技術在多層膜結構中的應用： 詳細闡述瞭ALD如何實現單原子層級彆的厚度控製，這對於構建超薄器件結構（如高介電薄膜或界麵修飾層）至關重要。 高溫固態反應的動力學控製： 討論瞭在晶體材料（如高溫超導體或復雜鈣鈦礦結構）閤成中，如何通過氣氛控製和燒結溫度麯綫優化，避免不必要的相變和雜質的生成，確保最終産品的性能穩定性。 第三章：界麵工程與異質結構建 能源轉換和存儲的效率往往受限於不同材料之間的界麵行為。本章將界麵視為一個可主動調控的功能區域。內容包括： 能帶匹配與勢壘優化： 探討在異質結界麵處，如何通過化學鈍化或引入緩衝層，有效降低載流子傳輸的阻力，提高界麵處的電荷分離效率。 二維材料的堆疊與轉角效應： 深入分析瞭石墨烯、二硫化鉬等二維材料在不同角度堆疊下産生的莫爾紋結構如何影響其電子和光學性質，及其在柔性電子器件中的潛力。 --- 第二部分：核心應用領域——高效能轉換與存儲係統的材料突破 本部分將理論材料科學與實際工程應用緊密結閤，重點介紹在光電轉換、儲能以及熱電轉換三大核心領域中，新材料如何提供革命性的解決方案。 第四章：高效光捕獲與載流子分離：新型光電材料係統 本書深入探討瞭超越傳統晶體矽的下一代光伏材料。重點關注： 鈣鈦礦太陽能電池的長期穩定性挑戰與材料改性： 分析瞭濕度、熱應力和紫外光照對鈣鈦礦結構的影響機製，並重點介紹瞭通過引入大分子穩定劑、二維層級結構封裝以及新型空穴傳輸材料（HTM）來提升器件壽命的最新進展。 量子點光敏化： 闡述瞭量子點的尺寸量子限域效應如何實現對吸收光譜的精細調諧，並討論瞭如何優化其錶麵配體化學，以確保高效的電子注入到導電骨架中。 第五章：高能量密度儲能介質的電化學特性研究 在儲能領域，本書關注的是如何通過材料的結構設計來提高能量密度和功率密度。 固態電解質的離子傳導機製： 詳細比較瞭聚閤物基、氧化物基和硫化物基固態電解質的結構特點。重點剖析瞭界麵阻抗問題，並介紹瞭通過在固-固界麵引入亞穩態中間層來促進鋰離子快速傳輸的策略。 高容量正負極材料的體積膨脹管理： 針對矽基負極和富鋰錳基正極材料，探討瞭如何利用多孔結構、碳包覆技術和納米復閤策略，有效緩衝充放電過程中的結構應力，保持材料的電化學循環穩定性。 第六章：熱電轉換材料的性能極限與機製優化 熱電材料能夠將溫差轉化為電能，是實現餘熱迴收的關鍵技術。本章聚焦於如何通過“解耦”塞貝剋係數（S）、電導率（σ）和熱導率（κ）這三個相互耦閤的參數，以提高材料的優值因子（ZT）。 聲子散射工程： 闡述瞭如何引入點缺陷、納米晶界或引入低維結構（如納米綫陣列），有效散射熱聲子，從而大幅降低材料的晶格熱導率，而不顯著影響電子導電性。 高熵閤金與復雜晶格： 討論瞭在高熵閤金體係中，無序配置的原子排列如何天然地實現對聲子的有效散射，為開發中高溫下的熱電器件提供瞭新的設計思路。 --- 第三部分：係統集成與工程化挑戰 本部分將視角從單個材料提升到器件和係統的層麵，探討瞭將實驗室成果轉化為工業化産品的關鍵工程技術與可靠性評估。 第七章：先進製造工藝：從薄膜沉積到三維打印 本章關注如何實現功能材料的大麵積、低成本、高精度製造。 捲對捲（Roll-to-Roll）製造技術： 探討瞭在柔性基底上進行光刻、塗布和濺射等工藝的參數控製，以確保連續生産中的均勻性和良率。 增材製造（3D打印）在能源器件中的應用： 重點介紹如何利用噴墨打印或光固化技術，實現電極、電解質和集流體的梯度結構設計，以優化器件內部的物質傳輸路徑。 第八章：長期服役可靠性與失效分析 材料在實際工作環境下的錶現遠比實驗室測試復雜。本章強調瞭跨尺度的失效分析方法： 原位錶徵技術： 介紹使用同步輻射X射綫衍射（XRD）或透射電子顯微鏡（TEM）對器件在充放電、光照或溫度梯度變化下的實時結構演變進行監測，以確定疲勞和降解的起始點。 加速老化模型： 探討基於加速測試數據的壽命預測模型，幫助工程師在産品設計階段預估係統的長期運行性能。 結語：邁嚮可持續能源生態係統的材料願景 全書最後展望瞭材料科學在未來能源係統中的更廣闊角色，包括碳捕集與轉化（CCU）中的新型多孔骨架材料、生物啓發的光閤作用模擬器件，以及能源互聯網中所需的柔性、自修復電子元件。本書旨在為材料科學傢、化學工程師、物理學傢和能源係統設計者提供一套全麵的理論框架和前沿技術參考，共同推動綠色能源技術的工程化進程。 ---

評分☆☆☆☆☆

讀完《科學鬼纔——燃料電池應用44例》，我最大的感受就是它打破瞭我對燃料電池的刻闆印象。我之前可能覺得它就是一個大而空的環保概念，但這本書讓我看到瞭它實實在在的、多種多樣的落地應用。 尤其吸引我的是，書中詳細描述瞭燃料電池在“應急供電”和“分布式能源”方麵的潛力。想象一下，在自然災害發生時，電網癱瘓，這時候如果能快速部署小型、便攜的燃料電池作為備用電源，那將是多麼關鍵的救援支持！書中的案例分析，應該會讓讀者非常直觀地感受到這種重要性。 而且，書中還提到瞭將燃料電池與可再生能源結閤的模式，比如與太陽能、風能儲能係統的協同工作，這讓我看到瞭能源係統更智能、更高效的未來。這種“組閤拳”式的能源解決方案，比單一的技術應用更具前瞻性。 我也很期待書中關於“智能交通”部分的介紹。雖然電動汽車已經很普及，但燃料電池在某些特定場景下，比如長途貨運、重型車輛，甚至是在充電基礎設施不完善的地區，都能提供一種更靈活、更快速的解決方案。書中的44個案例，應該涵蓋瞭這些細分市場的探索。 這本書的寫作風格，從標題來看，可能帶有一定的“探索性”和“前沿性”，但內容卻又充滿瞭“實踐性”，這是一種非常難得的結閤。它不僅僅是枯燥的技術介紹，更是對未來能源應用場景的生動描繪。 總的來說，這本書的內容讓我對燃料電池這個技術有瞭更全麵、更深刻的認識。它不再是一個抽象的科學概念，而是已經深入到我們生活的方方麵麵，並且正在改變著我們的生活方式。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本《科學鬼纔——燃料電池應用44例》之後，第一感覺就是它真的非常“接地氣”。我一直覺得燃料電池聽起來挺高大上的，但具體用到哪裏，怎麼用，就一頭霧水瞭。這本書就正好解決瞭這個問題，它把44個應用場景講得非常細緻，就好像作者親身經曆過一樣。 比如，我看到它提到瞭在航空航天領域的應用，這我就完全沒想過！書中分析瞭燃料電池在太空探測器上如何替代傳統的電池，提供瞭更長的續航和更可靠的動力來源。那部分寫得非常專業，但也足夠通俗易懂，我甚至能想象齣那些探測器在遙遠的星係中依靠燃料電池穩定運行的畫麵。還有，在一些極端環境下的應用，比如深海探測器或者極地科考站，傳統能源確實不方便，而燃料電池的優勢就體現齣來瞭。 令我印象深刻的是，這本書不僅僅是羅列應用，它還對每個應用場景進行瞭深入的剖析。它會分析在特定環境下，哪種類型的燃料電池最適閤，為什麼？它會探討成本、效率、安全性和可靠性等關鍵因素。我甚至覺得，這本書可以作為一本“案例研究手冊”，對於想從事相關行業的人來說，絕對是必備參考。 讓我特彆期待的是，書中關於“可穿戴設備”這一塊的應用。現在大傢都追求輕便、續航長的電子産品，而燃料電池正好可以在這方麵大有作為。想象一下，你戴的手錶、耳機，甚至是一些醫療監測設備，都能通過微型燃料電池獲得持久的電力，那將是多麼方便！書中對這方麵的探討，一定充滿瞭創新性的思考。 總而言之，這本書的內容給我帶來瞭極大的啓發。它讓我看到瞭燃料電池技術在各個領域的無限可能，並且通過具體的案例，讓這些可能性變得觸手可及。它是一本既有深度又有廣度的書，絕對能夠滿足不同讀者的需求。

評分☆☆☆☆☆

我最近讀瞭《科學鬼纔——燃料電池應用44例》，這本書的內容真的給瞭我一個很大的驚喜。它不僅僅是講理論，而是提供瞭非常具體、非常實際的應用案例，讓我對燃料電池技術有瞭全新的認識。 我特彆喜歡書中關於“綠色交通”那一章節的介紹。雖然我們現在對電動汽車很熟悉，但燃料電池在一些特殊領域，比如大型客車、軌道交通、甚至一些特種車輛上，都有著獨特的優勢。書中對這些應用的詳細分析，讓我看到瞭更多元的交通能源解決方案。 令我印象深刻的是，書中還提及瞭燃料電池在“離網供電”場景下的應用。在一些偏遠地區，或者海島上，傳統電力供應很不方便，而燃料電池就可以提供一種穩定、清潔的能源。我能想象到，有瞭這些技術，那些地方的生活品質會得到很大的提升。 我也很好奇書中關於“城市基礎設施”方麵的應用。比如，是否可以利用燃料電池為一些公共設施提供能源，或者在緊急情況下作為備用電源。這種分散式的、高效的能源供給方式，對於構建更 resilient 的城市係統非常有意義。 這本書的結構，應該是通過一個個鮮活的案例來展現燃料電池的價值。我猜想，每個案例的背後，都會有作者深入的思考和嚴謹的分析，這會讓讀者在輕鬆閱讀的同時，也能學到很多實用的知識。 總的來說，這本書的內容非常豐富，也非常有啓發性。它讓我看到，燃料電池技術不僅僅是一個環保的口號，而是已經實實在在地改變著我們的世界，並且在未來有著更加廣闊的應用前景。

評分☆☆☆☆☆

這本書我真的太驚喜瞭！雖然我一開始是因為被這個“鬼纔”的標題吸引，以為會看到一些特彆科幻或者奇思妙想的點子，結果讀完發現，它簡直就是一本實用到爆炸的寶藏！我本來對燃料電池隻是有點模糊的概念，知道它環保，但具體怎麼用，能乾什麼，我是一點數都沒有。這本書就不同瞭，它把44個應用案例都寫得巨詳細，不是那種泛泛而談的介紹，而是真正能讓你看到“哦，原來這個東西可以這樣用！”的感覺。 比如說，它講到瞭如何把小型燃料電池應用在便攜式電子設備上，那段寫得我都想立刻去DIY一個瞭！它不僅分析瞭可行性，還提到瞭可能會遇到的技術難點和解決方案，甚至連能量密度和續航時間的對比都寫得明明白白。還有，關於在偏遠地區供電的應用，那部分真的觸動我瞭。很多地方缺電，用傳統的發電機又汙染又吵，燃料電池提供瞭一種完全不同的思路，穩定、環保，而且噪音小。書中對不同類型的燃料電池在這些場景下的優勢劣勢都做瞭對比，非常客觀。 而且，我特彆欣賞這本書的邏輯性。它不是簡單地把案例堆砌在一起，而是按照不同的應用領域，比如交通、能源、甚至醫療等等，進行瞭分類。這樣讀起來就非常有條理，我能很清晰地看到燃料電池技術在不同行業的發展潛力。更厲害的是，它並沒有迴避技術上的挑戰，反而提齣瞭很多前沿的研究方嚮，這對於想深入瞭解燃料電池技術的朋友來說，簡直就是指明瞭前進的方嚮。我作為一個普通讀者，都能感受到作者在技術深度和應用廣度上的巨大努力，這本書絕不是一本隨便寫寫的科普讀物，它更像是一份詳盡的行業洞見報告。 這本書的另一個亮點在於它的可視化錶達。雖然我這裏沒有看到實物，但從標題和對內容的理解來看，作者一定在如何讓復雜的概念變得易於理解上下瞭功夫。我猜想裏麵肯定有很多圖錶、示意圖，甚至是一些實際産品的照片，能夠幫助讀者直觀地理解燃料電池的工作原理和應用場景。尤其是在講到能量轉換效率、電解液管理、催化劑設計這些比較專業的概念時，如果能有清晰的圖示配閤，那學習效果肯定會事半功倍。我特彆期待看到書中關於“微型燃料電池在物聯網設備中的應用”那一章，感覺這塊兒會是未來發展的重點，能夠提供不間斷的、綠色的能源支持。 總而言之，這本書的內容對我來說，簡直是打開瞭一個全新的視角。我之前對“綠色能源”的理解可能還停留在太陽能和風能的層麵，而這本書讓我看到瞭燃料電池這個同樣具有巨大潛力的技術。它不是那種隻講理論的書，而是充滿瞭實際的應用可能性，並且是作者經過深入研究和思考後提煉齣來的44個鮮活案例。我能想象到，如果手裏有這本書，無論是作為一名學生、研究人員，還是僅僅是對未來科技充滿好奇心的普通人，都能從中獲得寶貴的信息和啓發。它給我的感覺是，燃料電池不再是一個遙遠的概念，而是已經滲透到我們生活方方麵麵的、觸手可及的未來技術。

評分☆☆☆☆☆

《科學鬼纔——燃料電池應用44例》這本書的內容，讓我對燃料電池的理解從“模糊”變成瞭“清晰”，從“概念”變成瞭“現實”。它提供瞭一個非常獨特的視角，那就是通過實際的應用案例來展現這項技術的生命力。 我非常看好書中關於“能源存儲”和“電網平衡”方麵的介紹。隨著可再生能源發電量的不穩定性日益凸顯，如何有效地存儲和調度能源就變得尤為重要。燃料電池作為一種能量轉換和儲存的介質，在這方麵有著巨大的潛力。書中對這些應用的深入探討，一定能讓我學到很多關於未來能源係統的知識。 另外，我也很期待書中關於“高端製造”和“特殊工業”的案例。例如，在一些對環境要求極高的生産過程中，或者在一些難以架設傳統電網的工業場景下，燃料電池能否發揮獨特的作用？這本書應該能為我解答這些疑問。 我個人還對書中關於“便攜式能源”的討論非常感興趣。想象一下，各種戶外活動、野營探險，甚至是一些緊急救援場景，如果能有一款輕便、高效的燃料電池作為能源補給，那將是多麼方便！這本書的內容，應該能讓我深入瞭解這方麵的技術細節和應用前景。 總的來說，這本書的內容非常詳實，也很有說服力。它通過44個具體的應用案例，嚮讀者展示瞭燃料電池技術在不同領域所能帶來的創新和價值。這本書不僅能讓我學到知識，更能激發我對未來能源科技的想象。