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第1章 绪论 1

1.1能量与能源 1

1.1.1能量及其形式 1

1.1.2能源及其种类 3

1.2能源与化工 4

1.3能源化工现状与前景 5

参考文献 7

第2章 能量的相互转化原理 8

2.1热力学基础 8

2.1.1能量守恒原理 8

2.1.2能量转化的限度 10

2.1.3能量转化的推动力 12

2.2化学能 15

2.2.1化学能的本质 15

2.2.2化学能的释放 18

2.2.3化学能转化的限度 20

2.3热能向化学能的转化 22

2.3.1化学热管 23

2.3.2化学热泵 24

2.4光能向化学能的转化 25

2.4.1概述 25

2.4.2光合作用 28

2.4.3生物质能 28

2.5能的变换 31

2.6有效能 33

2.6.1有效能的概念及有效能的损耗 34

2.6.2物理有效能与化学有效能 38

2.6.3工业过程的有效能分析 42

参考文献 45

第3章 太阳能 46

3.1概述 46

3.2太阳能热利用 46

3.2.1基本原理 46

3.2.2太阳能热利用系统 48

3.3太阳能光电转换技术 51

3.3.1晶体硅太阳电池 52

3.3.2非晶硅太阳电池 59

3.3.3化合物半导体太阳电池 66

3.3.4纳米晶化学太阳电池 67

3.4太阳能化学能转化技术 71

3.4.1光合作用 71

3.4.2光化学作用、光催化水解制氢 73

3.4.3太阳能、高温热化学反应 74

参考文献 75

第4章 生物质能源 76

4.1概述 76

4.1.1生物质 76

4.1.2生物质能 76

4.1.3生物质的组成与结构 77

4.1.4生物质转化利用技术 80

4.2生物质气化 81

4.2.1生物质气化及其特点 81

4.2.2生物质气化原理 83

4.2.3生物质气化工艺 84

4.2.4生物质气化发电技术 87

4.3生物质热解技术 89

4.3.1生物质热解及其特点 89

4.3.2生物质热解原理 90

4.3.3生物质热解工艺 92

4.3.4生物质热解产物及应用 96

4.4生物质直接液化 97

4.4.1生物质直接液化及其特点 97

4.4.2生物质直接液化工艺 98

4.4.3生物质直接液化产物及应用 102

4.5生物燃料乙醇 103

4.5.1生物燃料乙醇及其特点 103

4.5.2淀粉质原料制备生物燃料乙醇 104

4.5.3乙醇发酵工艺 105

4.5.4纤维质原料制备生物燃料乙醇 106

4.5.5生物燃料乙醇的应用 109

4.6生物柴油 110

4.6.1生物柴油及其特点 110

4.6.2化学法转酯化制备生物柴油 111

4.6.3生物酶催化法生产生物柴油 116

4.6.4超临界法制备生物柴油 118

4.6.5生物柴油的应用 119

4.7沼气技术 121

4.7.1沼气的成分和性质 121

4.7.2沼气发酵微生物学原理 121

4.7.3大中型沼气工程 124

4.7.4沼气发酵的综合利用 129

参考文献 130

第5章 风能 132

5.1风能资源 132

5.1.1风能资源分布的一般规律 132

5.1.2风能资源的表征 133

5.1.3中国风能资源 134

5.2风能利用原理 135

5.2.1风力机简介 135

5.2.2风力机工作原理 136

5.3风力发电 137

5.3.1关键设备及工作原理 138

5.3.2离网风力发电 142

5.3.3并网风力发电 143

5.4风力发电设备中的材料 143

5.4.1风力发电的叶片材料 143

5.4.2风电设备的铸件材料 145

5.4.3风力发电机塔架的防腐材料 145

5.4.4风力发电机塔架的质量要求 146

参考文献 147

第6章 氢能 148

6.1氢的应用 148

6.2氢的制取 148

6.2.1天然气制氢 149

6.2.2煤制氢 154

6.2.3水电解制氢 155

6.2.4生物质制氢 159

6.2.5太阳能制氢 162

6.2.6核能制氢 166

6.2.7等离子体化学法制氢 167

6.3氢的储存 171

6.3.1高压气态储氢 171

6.3.2冷液化储氢 171

6.3.3金属氢化物储氢 172

6.3.4碳质材料储氢 177

6.3.5金属有机骨架化合物储氢 180

6.3.6有机液体储氢 182

参考文献 183

第7章 燃料电池 185

7.1概述 185

7.2燃料电池的一般原理 186

7.3质子交换膜燃料电池 187

7.3.1 PEMFC的工作原理与结构 188

7.3.2 PEMFC的质子交换膜 189

7.3.3 PEMFC的催化剂 190

7.4直接甲醇燃料电池 194

7.4.1 DMFC工作原理和基本结构 194

7.4.2 DMFC的分类 195

7.4.3 DMFC的研究进展及存在问题 196

7.4.4 DMFC阳极催化剂的研究进展 200

7.4.5 DMFC阴极催化剂的研究进展 201

7.4.6催化剂的主要制备方法 203

7.4.7 DMFC膜电极集合体（MEA）的研究进展 204

7.4.8阴极水管理研究 212

7.5微生物燃料电池 212

7.5.1微生物燃料电池的定义与分类 212

7.5.2 MFC的特点 216

7.5.3 MFC的研究历史 216

7.5.4 MFC的现有改进技术 218

7.5.5 MFC的发展趋势 219

7.5.6 MFC的应用前景 220

参考文献 221

第8章 其他新型能源 226

8.1其他新型能源的概念与分类 226

8.2地热能 226

8.2.1概述 226

8.2.2地球的内部构造 227

8.2.3地热能的来源 227

8.2.4地热资源 229

8.2.5地热能的利用 235

8.2.6地热能利用的制约因素 243

8.2.7我国地热能发展现状和发展趋势 244

8.3天然气水合物 245

8.3.1可燃冰资源及其特点 246

8.3.2国际上天然气水合物的勘探和开发动态 247

8.3.3中国的相关活动和资源量估计 249

8.3.4可燃冰的开采技术现状 250

8.3.5天然气水合物的研究现状与利用趋势 250

8.4核能 251

8.4.1概述 251

8.4.2原子核物理基础 252

8.4.3商用核电技术 255

8.4.4核能的新纪元 258

8.4.5未来的新型核能 261

8.5海洋能 265

8.5.1潮汐能及其开发利用 265

8.5.2波浪能及其开发利用 266

8.5.3海流能及其开发利用 267

8.5.4海洋温差能及其开发利用 268

8.5.5海洋盐度差能及其开发利用 269

参考文献 270

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