新能源技术

第1章 绪论 1

1.1 能源 1

1.2 新能源 1

1.3 新能源技术 2

第2章 太阳能 4

2.1 概述 4

2.1.1 太阳和太阳辐射能 4

2.1.2 到达地球的太阳辐射能 5

2.1.3 太阳能的利用 6

2.2 太阳能-热能交换技术 7

2.2.1 太阳能热发电技术 7

2.2.2 太阳能供暖技术 16

2.2.3 太阳能制冷技术 20

2.2.4 太阳能热水系统 23

2.2.5 太阳能集热器 25

2.2.6 其他太阳能的热利用技术 27

2.3 太阳能-光电转换技术 31

2.3.1 晶体硅太阳能电池 34

2.3.2 非晶硅太阳能电池 39

2.3.3 新型硅太阳能电池 43

2.3.4 化合物半导体太阳能电池 43

2.3.5 染料敏化纳米晶太阳能电池 48

2.3.6 太阳能电池（光伏发电）的发展 52

2.3.7 太阳能光伏并网系统 54

2.4 太阳能-化学能转化技术 57

2.4.1 光合作用 57

2.4.2 光化学作用——光催化水解制氢 58

2.4.3 光电转化——电解水制氢 58

2.4.4 太阳能-高温热化学反应 58

思考题 59

参考文献 59

第3章 氢能 64

3.1 氢的制取 65

3.1.1 化石燃料制氢技术 65

3.1.2 电解水制氢 77

3.1.3 生物制氢技术 83

3.1.4 太阳能光解水制氢 88

3.1.5 热化学分解水制氢 91

3.1.6 其他制氢技术 94

3.1.7 氢气提纯 96

3.2 氢的储存与输运 97

3.2.1 储氢技术 98

3.2.2 氢的输运 107

3.3 氢的应用 108

3.3.1 氢在燃气轮机发电系统中的应用 108

3.3.2 氢在内燃机中的应用 110

3.3.3 氢在发动机上的应用 115

3.4 氢的安全性 116

3.4.1 泄漏性 116

3.4.2 氢脆 117

3.4.3 氢的扩散 117

3.4.4 氢的可燃性 118

3.4.5 氢的爆炸性 119

思考题 119

参考文献 120

第4章 核能 126

4.1 概述 126

4.1.1 人类认识和利用核能的历史 126

4.1.2 人类利用核能的现状 126

4.1.3 核能应用的基础知识 128

4.1.4 核能的优势及用途 129

4.2 核电技术 132

4.2.1 核裂变反应堆 132

4.2.2 核聚变装置 143

4.3 核供热 148

4.3.1 常压深水池供热反应堆 149

4.3.2 常压壳式供热堆 151

4.3.3 核供热堆的其他用途 153

4.3.4 核供热堆前景展望 153

4.4 核废物处理与核安全 154

4.4.1 核废物的管理及处置 154

4.4.2 核安全 159

思考题 160

参考文献 160

第5章 化学电源 164

5.1 金属氢化物镍电池 165

5.1.1 MH/Ni电池的工作原理 165

5.1.2 MH/Ni二次电池的结构与性能 166

5.1.3 MH/Ni电池的性能 166

5.1.4 MH/Ni二次电池的制造工艺 167

5.1.5 MH/Ni电池的材料 170

5.1.6 MH/Ni电池的发展 170

5.2 锂离子二次电池 171

5.2.1 锂离子电池的工作原理 171

5.2.2 锂离子电池的结构 171

5.2.3 锂离子电池的性能 172

5.2.4 锂离子电池的制备工艺 173

5.2.5 锂离子电池的材料 174

5.2.6 有机聚合物锂离子电池 177

5.2.7 超级电容器 177

5.2.8 锂离子电池的发展 178

5.3 燃料电池 178

5.3.1 碱性燃料电池（AFC） 179

5.3.2 磷酸型燃料电池（PAFC） 181

5.3.3 质子交换膜燃料电池（PEMFC） 184

5.3.4 熔融碳酸盐燃料电池（MCFC） 190

5.3.5 固体氧化物燃料电池（SOFC） 194

5.3.6 微生物燃料电池 199

5.4 铝电池 201

5.4.1 水溶液电解质铝电池 201

5.4.2 铝-空气电池 203

5.4.3 非水溶液电解质铝电池 205

5.5 储能电池 206

5.5.1 全钒液流电池 207

5.5.2 钠硫电池 210

思考题 212

参考文献 213

第6章 生物质能 218

6.1 生物质能概述 218

6.1.1 生物质的特点 219

6.1.2 生物质能分类 219

6.1.3 生物质能利用的现状 220

6.1.4 生物质能利用技术的发展现状 220

6.2 生物质能转化技术 221

6.2.1 物理转换技术 221

6.2.2 生物质化学转化技术 226

6.2.3 生物转换技术 245

6.3 生物质利用新技术 261

6.3.1 垃圾处理技术 261

6.3.2 沼气发电技术 262

6.3.3 生物柴油生产技术 264

6.3.4 生物质制氢技术 268

6.3.5 生物质能的前景 273

思考题 274

参考文献 275

第7章 风能 278

7.1 风能利用的发展历程 278

7.2 风力发电系统 279

7.2.1 关于风能的理论计算 279

7.2.2 风机的工作原理 280

7.2.3 风机系统 281

7.2.4 风机技术 285

7.3 风力发电场地 290

7.3.1 海上风力发电 290

7.3.2 高空风力发电 291

7.3.3 低风速风力发电 291

7.3.4 风力发电存在的问题 292

7.4 我国风能的发展历程 292

7.4.1 我国风能的发展历史 292

7.4.2 我国风能存在的问题 292

7.4.3 我国风能的发展前景 293

思考题 294

参考文献 294

第8章 其他新能源 295

8.1 海洋能 295

8.1.1 潮汐能发电 295

8.1.2 波浪能发电 298

8.1.3 温差能发电 299

8.1.4 盐差能发电 302

8.2 地热能 302

8.2.1 地热能资源 302

8.2.2 地热能的利用 303

8.2.3 地热能的开发 304

8.2.4 地热能的发展 305

8.3 可燃冰 305

8.3.1 可燃冰的形成 306

8.3.2 可燃冰的性质 306

8.3.3 可燃冰的开采技术 306

8.3.4 可燃冰的全球分布与储量 307

8.3.5 我国可燃冰的现状与发展 308

思考题 308

参考文献 308

附录 相关单位的换算关系 310