能源存储新方法

随着人类能源消耗的日益增加，越来越多的人开始关心能源问题，现在每年在能源研发方面都会投入大量的资金和人力。但是这些研发的重点却主要集中在替代能源上，例如太阳能等，却没有对能源存储问题给与足够的关注。然而，如果想更有效方便地使用现有的主要能源和新型替代能源，我们需要更好地解决能源存储问题。目前常用的铅酸电池和碱金属电池因为成本太高，并不适合大规模使用。所以，我们急需其他更实用低成本的技术。而本书正是提供了这样一种新技术，利用浓差电势来存储能量，它有望在未来成为一项关键的能源技术。

译丛序言
译者序
前言
第1章 简介1
第2章 经典力学点评4
2.1力7
2.2能量源11
第3章 转换与存储14
3.1太阳能的可用性16
3.2转换过程18
3.2.1光伏转换过程18
3.2.2热电效应：泽贝克（Seebeck）效应和佩尔捷（Peltier）效应18
3.2.3多个P-N电池结构的热流动19
3.2.4早期热电偶发电机的例子20
3.2.5热电子转换器20
3.2.6热电偶转换21
3.3存储过程23
3.3.1氧化还原满流电解液系统23
3.3.2满流和静态电解液系统的比较24
第4章 能量存储的实用目的28
4.1存储的需求28
4.2对次级能源的需要30
4.3我们熟悉的活动的不同能量要求32
4.4路上的车辆35
4.5与火箭推动所需的能量相比较36
第5章 相互竞争的存储方法37
5.1电池的问题37
5.2碳水化合物燃料：能量密度数据39
5.3电化学电池41
5.4金属卤化物和半氧化还原电偶41
5.5完全氧化还原电偶46
5.6可能的应用47
第6章 浓差电池50
6.1物质的依数性50
6.2依数性的电化学应用51
6.2.1压缩气体52
6.2.2渗透作用53
6.2.3静电电容54
6.2.4浓差电池：CIR（共同离子氧化还原）54
6.3关于基本问题的进一步讨论58
6.4吸附和扩散速率的平衡62
6.5通过吸附和固体沉积来存储63
6.6浓差电池很有意思的一些方面65
6.7硫浓差电池的存储机制67
6.8物质平衡69
6.9电极表面势能69
6.10进一步考察浓度比70
6.11小实验电池的实验结果71
6.12铁/铁浓差电池的性质74
6.13电池能量存储的机制75
6.14硫化物电池的工作模式78
6.15仅存储在大量体积电解液中79
6.16更多关于试剂在吸附态的存储81
6.17能量密度83
6.18电性能的观察83
6.19总结评论85
6.20典型的运行特性86
6.21硫化物/硫半电池平衡86
6.22电池的一般属性87
6.23电解液信息87
6.24浓差电池的机制和相关的数学计算89
6.25计算的性能数据90
6.26另一个S/S2-电池平衡分析法92
6.27一个浓差电池的不同例子Fe2+/Fe3+93
6.28以能斯特电势为基础的性能计算94
6.28.1恒定电流放电94
6.28.2恒定功率放电95
6.29实验数据96
第7章 浓差电池的热动力学98
7.1热动力学背景98
7.2CIR电池100
第8章 聚硫化物扩散分析106
8.1极化电压和热动力学106
8.2电极表面的扩散和输送过程107
8.3电极表面的性质，洞和微孔108
8.4电（离子）流密度估计111
8.5试剂的扩散与补充112
8.6电池动力学114
8.6.1电极过程分析114
8.6.2聚合数变化114
8.7电极性能的进一步分析122
8.8评估试剂浓度值128
8.9求解微分方程128
8.10电池和负电极的性能分析138
8.11综述143
第9章 设计考虑144
9.1扩散和反应速率的检查以及电池设计144
9.2电极144
9.3电池设计的物理间隔145
9.4碳-聚合物复合材料电极148
9.4.1颗粒形状和大小149
9.4.2金属和碳之间的电阻150
9.4.3电池间距150
9.5在测试电池中测量电阻151
9.6电解液和膜152
9.7能量和功率密度的折衷153
9.8电池的过度充电效应155
9.9不平衡考量155
第10章 计算的电池性能数据156
第11章 单个电池的实验数据165
11.1电池的设计与制造及使用的材料165
11.2实验数据168
第12章 结论：问题和解决方案170
12.1浓差电池的优点和缺点170
12.2未来的性能和局限性171
附录173
附录A 电池的历史173
A1.1电池的历史173
A1.2电动汽车和能源的寻找174
A1.3初步检测175
A1.4长寿命高能量密度研究途径评述176
附录B 帮助和补充材料184
B1.1均匀膜的性质184
B1.2范德瓦耳斯方程（van der Waals equation）及其与浓差电池的相关性185
B1.3电解液互联损耗的推导186
B1.4效率计算188
B1.5一些试剂的电阻率和相对密度191
参考文献193