能源化學

本書為“十三五”江蘇省高等學校重點教材(編號：2020-2-114)。本書系統地介紹了能源化學領域的基礎知識，共分9章，分別為緒論、能源化學基礎、能源與電化學、氫能、能源核物理、太陽能、能源與生物、其他能源和能源發展。

本書可作為高等學校化學化工類、近化學類各專業的能源化學課程教材，也可供廣大科技工作者和行政管理人員參考使用，還可作為科普讀物。 ^[1] 

前輔文

第1章 緒論

第1節 能源的定義與分類

1.1.1 能源的定義

1.1.2 能源與自然資源的區別

第2節 能源轉換與存儲

1.2.1 能源轉換

1.2.2 能源存儲

習題

參考文獻

科學小故事

第2章 能源化學基礎

第1節 氫

2.1.1 氫的基本性質

2.1.2 氫氣的基本性質

2.1.3 氫化物與儲氫材料

第2節 鋰與鈉

2.2.1 鋰

2.2.2 鈉

第3節 碳與硅

2.3.1 碳

2.3.2 硅

第4節 鈦、釩、錳

2.4.1 鈦

2.4.2 釩

2.4.3 錳

第5節 鐵、鈷、鎳

2.5.1 鐵

2.5.2 鈷

2.5.3 鎳

第6節 釷與鈾

2.6.1 釷

2.6.2 鈾

習題

參考文獻

科學小故事

第3章 能源與電化學

第1節 鉛酸電池

3.1.1 特點

3.1.2 分類

3.1.3 結構

3.1.4 工作原理

3.1.5 電池電動勢及温度係數

3.1.6 密封式鉛酸電池的研究進展

第2節 鋰電池和鋰離子電池

3.2.1 鋰電池

3.2.2 鋰電池與鋰離子電池的區別

3.2.3 工作原理

3.2.4 基本結構

3.2.5 正極材料

3.2.6 負極材料

3.2.7 電解質

3.2.8 隔膜

第3節 鈉離子電池

3.3.1 正極材料

3.3.2 負極材料

3.3.3 電解液

第4節 鋰硫電池

3.4.1 概述

3.4.2 工作原理

3.4.3 正極材料

3.4.4 負極材料

3.4.5 電解質

3.4.6 總結展望

第5節 鋰空氣電池

3.5.1 反應機理

3.5.2 基本結構

第6節 超級電容器

3.6.1 概述

3.6.2 基本原理

3.6.3 能量和功率

3.6.4 比容量的計算 ^[1] 

3.6.5 發展現狀

第7節 燃料電池

3.7.1 概述

3.7.2 結構與原理

3.7.3 電動勢

3.7.4 發展現狀

第8節 其他類型電池

3.8.1 鎂離子電池

3.8.2 鉀離子電池

第9節 電解與電鍍

3.9.1 電解的概念與原理

3.9.2 金屬電沉積和電鍍原理

3.9.3 電鍍過程及其生產工藝

3.9.4 常見的電鍍層

習題

參考文獻

科學小故事

第4章 氫能

第1節 概述

4.1.1 氫的分佈和性質

4.1.2 氫能的特點

第2節 氫的製備和純化

4.2.1 化石燃料制氫

4.2.2 水制氫

4.2.3 生物質制氫

4.2.4 氫的純化

第3節 氫的儲運

4.3.1 儲氫原理及方法

4.3.2 常見的儲氫材料

4.3.3 氫氣運輸

第4節 氫能的應用

4.4.1 民用領域

4.4.2 儲能領域

4.4.3 電力領域

4.4.4 交通領域

4.4.5 工業領域

第5節 氫能安全

4.5.1 氫的安全性

4.5.2 氫能安全法規

第6節 氫能應用展望

習題

參考文獻

科學小故事

第5章 能源核物理

第1節 概述

5.1.1 原子的組成和結合能

5.1.2 核裂變原理及反應堆

5.1.3 核聚變原理及反應堆

5.1.4 核能領域未來發展路線和理念

第2節 核反應堆化學理論概述

5.2.1 放射性核化學

5.2.2 放射性衰變

5.2.3 核裂變反應堆的反應性和控制

5.2.4 反應堆水化學與核材料氧化腐蝕的關聯作用

5.2.5 一回路水化學的優化標準和手段

第3節 反應堆的熱源熱傳導、蒸汽發電及燃料後處理

5.3.1 反應堆堆芯產熱材料

5.3.2 傳熱介質特性概述

5.3.3 蒸汽動力轉換系統

5.3.4 核燃料的再循環和廢料處理

習題

參考文獻

科學小故事

第6章 太陽能

第1節 太陽能概述和半導體基礎

6.1.1 太陽能概述

6.1.2 半導體基礎

第2節 太陽能光熱利用

6.2.1 太陽能光熱利用概況

6.2.2 太陽能熱水系統

6.2.3 太陽能製冷空調 ^[1] 

6.2.4 太陽能熱發電

6.2.5 太陽能採暖

6.2.6 太陽能幹燥

第3節 太陽能光電利用

6.3.1 太陽能電池基本原理和發展概況

6.3.2 太陽能電池分類

6.3.3 太陽能光伏發電系統

第4節 光催化

6.4.1 光催化概述

6.4.2 光催化分解水

6.4.3 光催化二氧化碳還原

6.4.4 光催化還原固氮

6.4.5 光催化有機化合物合成

6.4.6 光催化降解污染物

6.4.7 光催化自潔淨材料

6.4.8 光催化抗菌

6.4.9 光催化腫瘤治療

第5節 光電催化應用

6.5.1 光電催化概念

6.5.2 光電催化歷史發展

6.5.3 光電催化類型

6.5.4 光電催化應用

第6節 生物/半導體耦合光催化應用

6.6.1 生物/半導體耦合光催化能源轉化

6.6.2 生物/半導體協同光催化降解污染物

習題

參考文獻

科學小故事

第7章 能源與生物

第1節 概述

7.1.1 生物能源的概述

7.1.2 生物質的概述

7.1.3 生物質能的概述

第2節 生物質燃燒

7.2.1 生物質燃燒的特點

7.2.2 生物質燃燒技術

7.2.3 生物質燃燒發電

7.2.4 生物質燃燒利用存在的主要問題

7.2.5 生物質燃燒的展望

第3節 生物質氣化

7.3.1 生物質氣化的過程與特點

7.3.2 生物質氣化的原理

7.3.3 生物質氣化的方式

7.3.4 生物質氣化技術的發展前景

第4節 生物質液化

7.4.1 生物質液化的過程與特點

7.4.2 生物質液化的方式

7.4.3 生物質液化技術的發展前景

第5節 生物質製備化學品

7.5.1 生物燃料乙醇技術

7.5.2 生物柴油

第6節 生物制氫

7.6.1 生物制氫機制

7.6.2 產氫酶

7.6.3 生物制氫技術研究進展

7.6.4 生物制氫發展前景

第7節 沼氣技術

7.7.1 影響沼氣發酵的主要因素

7.7.2 大中型沼氣工程的基本工藝流程

7.7.3 沼氣的綜合利用

習題

參考文獻

科學小故事

第8章 其他能源

第1節 風能

第2節 地熱能

第3節 海洋能

第4節 可燃冰

習題

參考文獻

科學小故事

第9章 能源發展

第1節 能源發展概述

9.1.1 能源發展基礎

9.1.2 能源發展的目標

9.1.3 能源發展的重大舉措

9.1.4 能源發展中面臨的問題

第2節 我國的能源發展戰略與政策

9.2.1 新時代中國的能源安全戰略

9.2.2 《能源發展戰略行動計劃(2014—2020年)》主要內容簡介

9.2.3 《關於加快建立綠色生產和消費法規政策體系的意見》(2020)

9.2.4 《中華人民共和國可再生能源法》及新能源政策簡介

習題

參考文獻

科學小故事 ^[1]