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内容大纲
《先进能源材料及应用技术》是教育部高等学校材料类专业教学指导委员会规划教材。全书系统构建新能源材料与技术知识体系：首章总述能源发展史、我国能源现状和新能源，并详述能源物理化学基础理论；主体章节聚焦锂/钠离子电池、多价态二次电池、氢能储运、燃料电池、太阳能电池、超级电容器等前沿领域，系统解析各类新能源材料的组成结构、制备工艺与性能调控，同时延伸探讨风能、核能、生物质能、页岩气能、海洋能、地热能及其他新兴能源技术。
本教材每章后设置“思政研学”特色模块，通过典型案例将国家战略导向、行业发展趋势与青年使命担当有机融入专业教学，实现价值引领与知识传授的融合。
本书是高等学校材料类、化工类、能源类等相关专业的本科和研究生教材，也可供相关技术人员参考。 -
作者介绍
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目录
第1章 能源概述
1.1 能量
1.2 能源发展史
1.3 常规能源
1.3.1 煤炭
1.3.2 石油
1.3.3 天然气
1.3.4 水能
1.3.5 核能
1.4 中国能源现状
1.5 新能源
思政研学
思考题
参考文献
第2章 能源物理化学
2.1 能量定律
2.1.1 能量守恒定律
2.1.2 能量转换定律
2.1.3 能量贬值原理
2.2 能量储存技术
2.2.1 机械能的储存
2.2.2 热能的储存
2.2.3 电能的储存
2.2.4 化学能的储存
2.3 能量的转换过程
2.3.1 概述
2.3.2 化学能转换为热能
2.3.3 热能转换为机械能
2.3.4 机械能转换为电能
2.3.5 光能转换为电能
2.3.6 化学能转换为电能
2.3.7 电能转换为化学能
2.4 原电池与电解池
2.4.1 原电池
2.4.2 电解池
2.4.3 界面双电层
2.5 电极过程动力学导论
2.5.1 电极过程动力学的发展
2.5.2 电池反应与电极过程
2.5.3 电荷传递过程
思政研学
思考题
参考文献
第3章 锂/钠二次电池材料及技术
3.1 概述
3.2 锂离子电池
3.2.1 概述
3.2.2 锂离子电池结构
3.2.3 锂离子电池工作原理
3.2.4 锂离子电池正极材料
3.2.5 锂离子电池负极材料
3.2.6 锂离子电池电解质
3.2.7 锂离子电池的发展现状和趋势
3.3 锂硫二次电池
3.3.1 概述
3.3.2 锂硫二次电池的基本原理和特点
3.3.3 锂硫二次电池的硫正极
3.3.4 锂硫二次电池的金属锂负极
3.3.5 锂硫二次电池电解质
3.3.6 锂硫二次电池隔膜
3.3.7 锂硫二次电池面临的问题
3.3.8 锂硫二次电池的发展现状和趋势
3.4 钠离子电池
3.4.1 概述
3.4.2 钠离子电池的工作原理
3.4.3 钠离子电池负极材料
3.4.4 钠离子电池正极材料
3.4.5 钠离子电池电解质
3.4.6 钠离子电池隔膜材料
3.4.7 钠离子电池的发展现状和趋势
思政研学
思考题
参考文献
第4章 多价态二次离子电池材料及技术
4.1 镁离子电池
4.1.1 概述
4.1.2 镁离子电池的结构及工作原理
4.1.3 镁离子电池负极材料
4.1.4 镁离子电池正极材料
4.1.5 镁离子电池电解液
4.1.6 镁离子电池的发展现状和趋势
4.2 铝离子电池
4.2.1 概述
4.2.2 铝离子电池工作原理
4.2.3 铝离子电池正极材料
4.2.4 铝离子电池负极材料
4.2.5 铝离子电池电解质
4.2.6 铝离子电池的发展现状和趋势
4.3 锌-空气电池
4.3.1 锌-空气电池的基本结构
4.3.2 锌-空气电池工作原理
4.3.3 锌-空气电池正极材料
4.3.4 锌-空气电池负极材料
4.3.5 锌-空气电池电解液
4.3.6 锌-空气电池存在问题
4.3.7 锌-空气电池的发展现状和趋势
4.4 液流电池
4.4.1 概述
4.4.2 液流电池工作原理
4.4.3 液流电池的重要组成构件
4.4.4 液流电池的特点
4.4.5 液流电池的发展现状和趋势
思政研学
思考题
参考文献
第5章 氢能与储氢材料
5.1 概述
5.2 氢的基本性质
5.2.1 氢元素
5.2.2 氢分子
5.2.3 氢能
5.3 氢能的意义
5.4 氢能开发进展
5.4.1 氢能发展史
5.4.2 中国氢能发展现状
5.5 制氢工艺与技术
5.5.1 传统能源制氢
5.5.2 可再生能源制氢
5.5.3 生物质制氢
5.5.4 水电解制氢
5.5.5 我国制氢现状
5.6 氢的纯化
5.7 氢的存储
5.7.1 高压储氢
5.7.2 液态储氢
5.7.3 固态储氢
5.8 储氢材料与制备方法
5.8.1 储氢材料
5.8.2 储氢材料的制备方法
5.9 储氢容器
5.10 加氢站
5.10.1 以天然气为原料的加氢站结构
5.10.2 以水为原料的加氢站结构
5.10.3 加氢站安全
5.11 未来氢能发展趋势
思政研学
思考题
参考文献
第6章 燃料电池材料及技术
6.1 概述
6.2 燃料电池分类
6.3 质子交换膜燃料电池
6.3.1 质子交换膜燃料电池工作原理
6.3.2 质子交换膜燃料电池关键材料与零部件
6.3.3 质子交换膜燃料电池电堆
6.3.4 质子交换膜燃料电池性能的影响因素
6.4 碱性燃料电池
6.4.1 碱性燃料电池工作原理
6.4.2 碱性燃料电池的特点
6.4.3 碱性燃料电池基本结构
6.4.4 碱性燃料电池催化剂
6.5 磷酸燃料电池
6.5.1 磷酸燃料电池工作原理
6.5.2 磷酸燃料电池的特点
6.5.3 磷酸燃料电池基本结构
6.5.4 磷酸燃料电池催化剂
6.6 熔融碳酸盐燃料电池
6.6.1 熔融碳酸盐燃料电池工作原理
6.6.2 熔融碳酸盐燃料电池的特点
6.6.3 熔融碳酸盐燃料电池性能的影响因素
6.7 固体氧化物燃料电池
6.7.1 固体氧化物燃料电池工作原理
6.7.2 固体氧化物燃料电池的特点
6.7.3 固体氧化物燃料电池性能的影响因素
6.8 直接甲醇燃料电池
6.8.1 直接甲醇燃料电池工作原理
6.8.2 直接甲醇燃料电池的特点
6.9 燃料电池应用
6.9.1 燃料电池汽车
6.9.2 家庭用燃料电池
6.9.3 社区用热电联供燃料电池电站
6.9.4 微型燃料电池电源
6.10 未来燃料电池发展趋势
思政研学
思考题
参考文献
第7章 太阳能电池材料及技术
7.1 太阳能
7.1.1 利用太阳能的技术原理
7.1.2 太阳能的主要分类
7.1.3 太阳能的基本特点
7.2 太阳能电池概述
7.2.1 太阳能电池的发展概况
7.2.2 半导体材料和太阳能光电材料
7.2.3 太阳能电池的分类
7.3 硅太阳能电池
7.3.1 硅太阳能电池的工作原理
7.3.2 提高硅太阳能电池效率的途径
7.3.3 高效晶体硅太阳能电池材料
7.4 化合物半导体太阳能电池
7.4.1 砷化镓太阳能电池
7.4.2 碲化镉太阳能电池
7.4.3 铜铟镓硒太阳能电池
7.5 染料敏化太阳能电池
7.5.1 染料敏化太阳能电池的工作原理
7.5.2 染料敏化太阳能电池的结构
7.5.3 染料敏化太阳能电池的特点
7.6 钙钛矿太阳能电池
7.6.1 钙钛矿太阳能电池的工作原理
7.6.2 钙钛矿太阳能电池的结构
7.6.3 钙钛矿太阳能电池的特点
7.6.4 钙钛矿光伏产业化进展和面临的问题
7.7 太阳能电池的发展现状和趋势
思政研学
思考题
参考文献
第8章 超级电容器材料及技术
8.1 概述
8.1.1 超级电容器的发展历程
8.1.2 超级电容器简介
8.1.3 超级电容器结构
8.2 超级电容器分类及工作原理
8.2.1 超级电容器的分类
8.2.2 双电层电容器的工作原理
8.2.3 赝电容器的工作原理
8.2.4 超级电容器的主要参数
8.3 超级电容器电极材料
8.3.1 碳材料
8.3.2 金属氧化物
8.3.3 导电聚合物
8.3.4 复合电极材料
8.4 超级电容器电解液
8.4.1 水系电解液
8.4.2 有机电解液
8.4.3 离子液体电解液
8.4.4 聚合物电解质
8.5 超级电容器发展及应用
思政研学
思考题
参考文献
第9章 风能技术
9.1 概述
9.2 风能资源
9.2.1 风能资源的评估
9.2.2 风能利用关键参数
9.2.3 风能资源的等级
9.2.4 风能资源的开发
9.3 风力发电机组的基本结构
9.3.1 风力发电机组分类
9.3.2 叶片
9.3.3 轮毂
9.3.4 传动系统
9.3.5 塔筒
9.3.6 基础结构
9.4 风力发电机组基础理论
9.4.1 风模型
9.4.2 塔影效应
9.4.3 贝兹理论
9.4.4 动量理论
9.4.5 叶素理论
9.4.6 动量-叶素理论
9.5 风电并网
9.6 风力发电的发展现状和趋势
思政研学
思考题
参考文献
第10章 核能技术
10.1 概述
10.2 核能利用方式
10.2.1 核能发电
10.2.2 核能供暖
10.2.3 核能制氢
10.2.4 核能海水淡化
10.2.5 核能综合利用
10.3 核电站结构
10.3.1 核反应堆
10.3.2 压水堆
10.3.3 沸水堆
10.3.4 重水堆
10.3.5 气冷堆
10.3.6 快中子增殖堆
10.4 核反应及基本原理
10.5 核燃料
10.6 核废料
10.7 核安全
10.8 核电的发展现状和趋势
思政研学
思考题
参考文献
第11章 其他新能源材料及技术
11.1 生物质能
11.1.1 概述
11.1.2 生物质能分类
11.1.3 生物质能的特点
11.1.4 生物质能转换技术
11.1.5 生物质能发电
11.1.6 我国的生物质能源及产业现状
11.2 页岩气技术
11.2.1 概述
11.2.2 页岩气及开采特点
11.2.3 页岩气勘探开发流程
11.2.4 页岩气勘探开发技术
11.2.5 我国页岩气的发展现状和趋势
11.3 海洋能技术
11.3.1 潮汐能
11.3.2 波浪能
11.3.3 温差能
11.3.4 盐差能
11.3.5 海流能
11.3.6 我国海洋能的发展现状和趋势
11.4 地热能
11.4.1 概述
11.4.2 世界地热资源分布
11.4.3 地热发电
11.4.4 地热难题及解决方案
11.4.5 地热开采对环境的影响
11.4.6 地热能利用现状及前景
思政研学
思考题
参考文献
附录 思政素材（数字化内容）
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