氢能技术导论(第2版)

氢气是一种清洁的二次能源，“绿氢”在我国能源体系向清洁低碳发展过程中扮演越来越重要的角色，是我国未来智慧能源体系的重要组成部分。本书共八章，从能源视角出发，结合近期新研究成果，介绍了氢的基本特性以及多种制氢、储氢、用氢技术和这些技术中涉及的基本化学反应原理、关键材料、燃料电池电堆结构及其应用场景。本书内容涵盖广泛、深人浅出、实例丰富，是一部通俗易懂的氢能科普图书，可为从事氢能技术开发的相关人员提供氢能技术全貌，也可供高等院校相关专业师生作为教材使用。

林伟，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院副院长，研究员，博士生导师。中国石化氢能技术、吸附脱硫领域催化剂和相关催化材料研究的学术技术带头人，中国化工学会稀土催化与过程专业委员会专业委员，中国矿业大学客座教授。主持催化裂化产高品质汽油及化工原料技术开发，开发的相关技术成功应用于50余套工业装置。多次参加国家重点研发计划，其中作为课题负责人承担“十四五”氢能技术专项中“低成本PEM电解水关键材料制备技术及其制氢应用示范项目中PEM电解槽开发及示范工作”。先后承担国家和省部级项目10余项，获得省部级科技进步一等奖5项，中国专利优秀奖1项，发表论文32篇，合作专著1部；授权中国发明专利129件、涉外29件；并获得“第十三届中国青年科技奖”。

前言
1第1章可用能源 / 1
1.1人类文明及对可持续能源的探寻 / 1
1.2地球的能源资源和能源消耗 / 4
1.3温室效应及其对生活质量和生态圈的影响 / 6
1.4不可再生能源 / 10
1.5可再生能源 / 17
1.6储能 / 32
1.7能源伦理学问题 / 34
参考文献 / 36
2第2章化学学科背景 / 38
2.1可逆反应与化学平衡 / 38
2.2酸-碱化学 / 43
2.3化学热力学 / 52
2.4化学动力学 / 66
2.5电化学(氧化-还原反应) / 84
2.6有机化学 / 88
2.7高分子化学 / 109
2.8光化学 / 131
2.9等离子体化学 / 141
参考文献 / 154
3第3章氢气制备 / 159
3.1电解法 / 159
3.2热解法 / 160
3.3光伏电解法 / 162
3.4等离子体电弧分解法 / 163
3.5热化学过程（利用除太阳能以外的热分解过程） / 163
3.6光催化法 / 164
3.7生物质转化法 / 167
3.8气化法 / 168
3.9高温电解法 / 169
3.10其他方法 / 170
3.11效率对比 / 170
参考文献 / 173
4第4章氢的特性 / 174
4.1氢的定义、性质和用途 / 174
4.2作为能量载体的氢 / 180
4.3氢气储存 / 181
参考文献 / 193
5第5章氢能基础设施和技术 / 195
5.1氢气的生产 / 195
5.2氢气运输、储存和分配 / 205
5.3氢气安全性 / 207
5.4氢气技术评估 / 209
参考文献 / 215
6第6章电池 / 217
6.1介绍 / 217
6.2定义 / 227
6.3单位 / 229
6.4经典电池示例 / 231
6.5导电聚合物电池(有机电池) / 235
6.6实际问题 / 238
6.7电力运输 / 241
参考文献 / 252
7第7章燃料电池要点 / 254
7.1简介 / 254
7.2燃料的定义 / 256
7.3什么是燃烧值 / 256
7.4为什么我们要使用氢气作为燃料 / 258
7.5燃料电池的分类 / 258
7.6燃料电池的开路电压 / 260
7.7燃料电池电压的热力学估算 / 264
7.8燃料电池的效率 / 266
7.9效率与温度 / 266
7.10电极材料对电流输出的影响 / 267
7.11燃料电池电压的压力依赖性 / 268
7.12燃料电池中产生热量的热力学预测 / 270
7.13燃料电池管理 / 271
7.14氢气和氧气的消耗率 / 275
7.15水的产生率 / 276
7.16燃料渗透问题 / 277
7.17用于PEMFC的聚合物膜 / 277
7.18PEMFC部件和制造 / 285
7.19碱性燃料电池（AFCS） / 290
7.20熔融碳酸盐燃料电池（MCFC） / 292
7.21固体氧化物燃料电池 / 295
7.22燃料电池发展的流程图 / 302
7.23燃料电池的相关优势 / 303
7.24燃料电池技术 / 304
7.25特殊应用的燃料电池 / 306
7.26燃料电池重整器 / 308
7.27燃料电池系统结构 / 308
参考文献 / 318