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水電解制氫(精)/氫能與燃料電池技術及應用系列

  • 作者：(波蘭)阿加塔·戈杜拉-喬佩克|責編:何士娟//徐霆|譯者:饒洪宇//薛青//黃宇涵
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111750482
  • 出版日期：2024/07/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：311
人民幣：RMB 199.9 元      售價：元
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內容大鋼
    本書首先概述了基於鹼性電解和質子交換膜電解制氫和制氧的技術，簡要介紹了該技術的歷史背景和總體概念，包括電解槽的電化學性能、將單電解槽堆疊成大容量電堆的技術以及這些電堆的性能和特點；再詳細介紹了兩種相關技術的工藝流程、配套及輔助設備情況；最後，介紹了當前電解水制氫的應用和技術發展，對現有技術局限性、技術難點及未來前景也做了介紹和討論。此外，本書對高溫蒸汽電解制氫技術進行了深入的研究，詳細介紹了該技術所涉及的固態電化學基礎、電解槽的性能和耐久性、現有局限性、技術難點及具體的運行模式。
    本書可供立足於氫能源行業，尤其是從事燃料電池技術研究的工程師閱讀參考，也可以作為相關專業高校師生的參考讀物。
作者介紹
(波蘭)阿加塔·戈杜拉-喬佩克|責編:何士娟//徐霆|譯者:饒洪宇//薛青//黃宇涵
目錄
序
前言
第1章  引言
  1.1  制氫方法的技術概況
    1.1.1  重整制氫
    1.1.2  電解
    1.1.3  氣化
    1.1.4  生物質和生物質衍生燃料的轉化
    1.1.5  水分解
  1.2  總結和制氫成本概覽
  參考文獻
第2章  水電解的基本原理
  2.1  水分解反應熱力學
    2.1.1  熱力學狀態函數
    2.1.2  工作溫度的選擇準則
    2.1.3  電化學水分解
    2.1.4  水分解電壓的pH相關性
    2.1.5  水分解電壓的溫度相關性
    2.1.6  水分解電壓的壓力相關性
  2.2  電化學水分解的效率
    2.2.1  水分解電解槽/小室：一般特性
    2.2.2  電化學裝置的主要能耗來源
    2.2.3  水電解槽的能量效率
    2.2.4  水電解槽的法拉第效率
  2.3  水分解反應動力學
    2.3.1  酸性介質中的半電池反應機理
    2.3.2  鹼性介質中的半電池反應機理
    2.3.3  工作溫度對動力學的影響
    2.3.4  工作壓力對動力學的作用
  2.4  結論
  參考文獻
第3章  質子交換膜水電解
  3.1  導言及歷史背景
  3.2  固體聚合物電解質電解槽的概念
  3.3  PEM電解槽/小室
    3.3.1  概述
    3.3.2  膜電極組件
    3.3.3  電流-氣體分散層
    3.3.4  墊片
    3.3.5  雙極板
  3.4  PEM電解槽/小室的電化學性能
    3.4.1  極化曲線
    3.4.2  單電極的特性
    3.4.3  電荷密度和電極粗糙度
    3.4.4  電化學阻抗譜（EIS）特性
    3.4.5  壓力型水電解和交叉滲透現象
    3.4.6  耐久性問題：衰減機制和緩解策略
  3.5  電解槽電堆
    3.5.1  電解槽電堆的不同配置
    3.5.2  PEM電解槽電堆設計

    3.5.3  電解槽電堆的性能
    3.5.4  診斷工具與維護
  3.6  輔助（BoP）系統
    3.6.1  概述
    3.6.2  成本分析
  3.7  主要供應商、商業發展歷程和應用
    3.7.1  商業地位
    3.7.2  市場和應用
  3.8  局限、挑戰和前景
    3.8.1  用非貴金屬電催化劑替代鉑
    3.8.2  用非貴金屬電催化劑替代銥
    3.8.3  在更高溫度下運行的質子膜
    3.8.4  高電流密度運行
    3.8.5  高壓操作
  3.9  結論
  參考文獻
第4章  鹼性水電解
  4.1  歷史背景
  4.2  電解槽單元
    4.2.1  概述
    4.2.2  電解液
    4.2.3  電極和催化劑
    4.2.4  隔膜/分離器
  4.3  鹼性水電解槽的電化學性能
    4.3.1  極化曲線
    4.3.2  電解槽性能比較
    4.3.3  高溫運行
    4.3.4  高壓操作
  4.4  主要供應商、商業發展和應用
    4.4.1  電解槽市場
    4.4.2  商用電解槽設計
    4.4.3  先進電解槽設計
  4.5  結論
  參考文獻
第5章  單元化再生系統
  5.1  簡介
  5.2  基本概念
    5.2.1  熱力學
    5.2.2  半電池反應
    5.2.3  過程可逆性
  5.3  低溫PEM URFC
    5.3.1  原理
    5.3.2  電池結構和URFC堆
    5.3.3  性能
    5.3.4  局限性和展望
  5.4  高溫URFC
    5.4.1  原理
    5.4.2  電池結構
    5.4.3  性能
    5.4.4  局限性和前景

  5.5  總結與展望
  參考文獻
第6章  高溫蒸汽電解
  6.1  導言
  6.2  技術概述
  6.3  SOEC中的固態電化學基礎
    6.3.1  電極極化曲線
    6.3.2  SOEC電極中電化學、質量和電荷轉移的基礎知識
    6.3.3  溫度在SOEC運行中的作用
    6.3.4  總結
  6.4  性能和耐久性
    6.4.1  性能
    6.4.2  耐久性
    6.4.3  電堆電化學和熱管理
  6.5  限制和挑戰
    6.5.1  衰減問題
    6.5.2  系統集成和經濟考慮
  6.6  具體操作模式
    6.6.1  加壓運行
    6.6.2  可逆操作
    6.6.3  共電解
  參考文獻
第7章  儲氫方案面對的限制和挑戰
  7.1  導言
  7.2  液態氫
  7.3  壓縮氫氣
  7.4  低溫壓縮氫氣
  7.5  固態儲氫的材料和系統相關問題
    7.5.1  物理儲存概述
    7.5.2  化學儲存概述
  7.6  總結
  參考文獻
第8章  氫：可再生能源的儲存方式
  8.1  導言
  8.2  氫氣：可再生能源（RE）的儲存方式
    8.2.1  可再生能源：特點及其對電網的影響
    8.2.2  電網儲能
    8.2.3  儲能用氫氣
  8.3  間歇能源供電的電解：技術挑戰以及對性能和可靠性的影響
    8.3.1  間歇性對系統設計和運行的影響
    8.3.2  動態運行下的系統性能和可靠性
    8.3.3  通過改進設計和運行管理間歇性
  8.4  集成方案和示例
    8.4.1  自主應用
    8.4.2  併網應用
    8.4.3  高溫蒸汽電解與可再生能源的集成
  8.5  技術經濟評估
    8.5.1  用於離網應用的氫氣
    8.5.2  流動性用氫
    8.5.3  氫能源——為電網提供服務的一種方式

  8.6  模擬在經濟評估中的作用
    8.6.1  模擬的目標
    8.6.2  模擬的主要輸入數據——對結果穩健性的影響
    8.6.3  優化和敏感性分析
    8.6.4  用於氫基系統技術經濟評估的現有軟體產品示例
  8.7  結論
  參考文獻
第9章  總結與展望
  9.1  水電解技術的比較
  9.2  技術發展現狀及主要生產廠家
    9.2.1  鹼性水電解
    9.2.2  PEM水電解
    9.2.3  固體氧化物水電解
  9.3  材料和系統路線圖規範
    9.3.1  鹼性水電解
    9.3.2  PEM水電解
    9.3.3  固體氧化物水電解
  參考文獻

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