目錄
第1章 能量轉(zhuǎn)換材料與器件概述 1
1.1 能量與能源 1
1.2 新能源特征及利用前景 2
1.3 能量的形態(tài)與轉(zhuǎn)換 3
1.3.1 能量的主要形態(tài) 3
1.3.2 能量的轉(zhuǎn)換 4
1.4 對能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的要求 5
1.4.1 對生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的要求 5
1.4.2 對地?zé)崮苻D(zhuǎn)換系統(tǒng)的要求 6
1.4.3 對太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的要求 7
1.4.4 對氫能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的要求 7
1.4.5 對風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的要求 7
1.4.6 對海洋能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的要求 8
1.4.7 對核能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的要求 8
1.5 能量轉(zhuǎn)換與材料和器件的關(guān)系 9
1.5.1 能量轉(zhuǎn)換與材料的關(guān)系 9
1.5.2 能量轉(zhuǎn)換與器件的關(guān)系 10
1.6 能源發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 12
主要參考文獻(xiàn) 13
課后習(xí)題 14
第2章 生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換材料與器件 15
2.1 生物質(zhì)能概述 15
2.1.1 生物質(zhì)能的基本概念 15
2.1.2 生物質(zhì)能利用技術(shù) 18
2.2 生 物 制 氫 21
2.2.1 生物制氫的原理 21
2.2.2 生物制氫的原料 32
2.3 生物質(zhì)燃料沼氣 33
2.3.1 燃料沼氣的特性 33
2.3.2 沼氣發(fā)酵 36
2.4 生物燃料乙醇 40
2.4.1 生物燃料乙醇的特性 41
2.4.2 燃料乙醇發(fā)酵工藝 45
2.5 生物柴油 55
2.5.1 生物柴油的燃料特性 55
2.5.2 生物柴油的生產(chǎn)方法 57
主要參考文獻(xiàn) 70
課后習(xí)題 72
第3章 地?zé)崮苻D(zhuǎn)換材料與器件 73
3.1 地?zé)崮芨攀?73
3.1.1 地?zé)崮艿幕�本概�?73
3.1.2 地?zé)豳Y源的分布 76
3.1.3 地?zé)崮艿拈_發(fā)與利用方式 77
3.2 地源熱泵 78
3.2.1 地源熱泵的定義及工作原理 78
3.2.2 地源熱泵的類型 79
3.2.3 地源熱泵的優(yōu)越性 82
3.2.4 地源熱泵技術(shù)存在的問題 82
3.3 地?zé)岣稍?83
3.3.1 地?zé)岣稍锛夹g(shù)在工業(yè)方面的應(yīng)用 83
3.3.2 地?zé)岣稍锛夹g(shù)在農(nóng)業(yè)等方面的應(yīng)用 84
3.4 地?zé)崮?電能轉(zhuǎn)換 85
3.4.1 地?zé)崮馨l(fā)電技術(shù)概述 85
3.4.2 地?zé)嵴羝�發(fā)電 87
3.4.3 地下熱水發(fā)電 89
3.4.4 地壓地?zé)岚l(fā)電 93
3.4.5 干熱巖地?zé)岚l(fā)電 94
主要參考文獻(xiàn) 95
課后習(xí)題 96
第4章 太陽能轉(zhuǎn)換材料與器件 98
4.1 太陽能概述 98
4.1.1 太陽輻射的基本概念 98
4.1.2 太陽能的利用方式 100
4.1.3 太陽能的開發(fā)歷史 101
4.2 太陽能光電材料與器件 102
4.2.1 太陽能電池原理 102
4.2.2 單晶硅太陽能電池 111
4.2.3 多晶硅太陽能電池 121
4.2.4 非晶硅及微晶硅薄膜太陽能電池 127
4.2.5 其他太陽能光電轉(zhuǎn)換器件 137
4.3 太陽能光熱轉(zhuǎn)換器件與材料 152
4.3.1 太陽能熱發(fā)電 152
4.3.2 太陽能熱水器 158
4.3.3 太陽灶 162
4.3.4 太陽能制冷 163
4.3.5 太陽能干燥器 166
4.3.6 太陽能蒸餾器 169
4.4 太陽能制氫 170
主要參考文獻(xiàn) 171
課后習(xí)題 172
第5章 氫能轉(zhuǎn)換材料與器件 173
5.1 氫能概述 173
5.1.1 氫能的基本概念 174
5.1.2 氫能開發(fā)利用的歷史 174
5.1.3 氫的性質(zhì) 174
5.2 氫的制備及純化 177
5.2.1 氫的制備 177
5.2.2 氫的純化 182
5.3 氫能轉(zhuǎn)換器件的應(yīng)用 185
5.3.1 氫在燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用 185
5.3.2 氫在內(nèi)燃機(jī)中的應(yīng)用 186
5.3.3 氫在噴氣發(fā)動機(jī)中的應(yīng)用 187
5.3.4 氫在燃料電池中的應(yīng)用 188
主要參考文獻(xiàn) 192
課后習(xí)題 193
第6章 風(fēng)能轉(zhuǎn)換材料與器件 194
6.1 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)概述 194
6.1.1 風(fēng)能利用前景 194
6.1.2 風(fēng)力發(fā)電原理 197
6.2 風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和材料 199
6.2.1 葉片的材質(zhì) 199
6.2.2 碳纖維及其在風(fēng)機(jī)葉片中的應(yīng)用 202
6.2.3 潤滑油和涂料 206
6.2.4 組件裝備 210
6.3 風(fēng)力發(fā)電新設(shè)備 211
6.3.1 新型蓄能發(fā)電站 211
6.3.2 浮置式風(fēng)力渦輪 212
6.3.3 新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī) 212
6.3.4 磁懸浮垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 213
6.3.5 多轉(zhuǎn)子風(fēng)力渦輪 213
6.3.6 風(fēng)箏電站 213
6.3.7 智能風(fēng)力渦輪葉片 214
6.3.8 隱形風(fēng)力發(fā)電機(jī) 215
主要參考文獻(xiàn) 215
課后習(xí)題 216
第7章 海洋能轉(zhuǎn)換材料與器件 217
7.1 海洋能概述 217
7.1.1 海洋能的定義 217
7.1.2 海洋能簡述 217
7.1.3 海洋能的潛能 218
7.2 潮汐能發(fā)電 219
7.2.1 潮汐能發(fā)電原理 219
7.2.2 潮汐能發(fā)電技術(shù)及特征 219
7.2.3 潮汐能轉(zhuǎn)換材料與器件 221
7.2.4 應(yīng)用實(shí)例 222
7.3 波浪能發(fā)電 224
7.3.1 波浪能發(fā)電原理 224
7.3.2 波浪能發(fā)電技術(shù)及特征 224
7.3.3 波浪能轉(zhuǎn)換材料與器件 225
7.3.4 應(yīng)用實(shí)例 228
7.4 海流能發(fā)電 229
7.4.1 海流能發(fā)電原理 229
7.4.2 海流能發(fā)電技術(shù)及特征 229
7.4.3 海流能轉(zhuǎn)換材料與器件 230
7.4.4 應(yīng)用實(shí)例 232
7.5 溫差能發(fā)電 233
7.5.1 溫差能概述 233
7.5.2 溫差能發(fā)電原理 234
7.5.3 溫差能發(fā)電技術(shù)及特征 234
7.5.4 溫差能轉(zhuǎn)換材料與器件 236
7.5.5 溫差能發(fā)電現(xiàn)狀 237
7.6 鹽差能發(fā)電 239
7.6.1 鹽差能概述 239
7.6.2 鹽差能發(fā)電原理 241
7.6.3 鹽差能發(fā)電技術(shù)及特征 241
7.6.4 鹽差能發(fā)電材料與器件 245
7.6.5 鹽差能發(fā)電現(xiàn)狀 247
主要參考文獻(xiàn) 248
課后習(xí)題 249
第8章 核能轉(zhuǎn)換材料與器件 250
8.1 核能概述 250
8.1.1 核能簡介 250
8.1.2 核能的應(yīng)用基礎(chǔ)和特點(diǎn) 251
8.1.3 核能的優(yōu)越性 253
8.2 核反應(yīng)及核反應(yīng)堆 254
8.2.1 核反應(yīng)的基本概念 254
8.2.2 核反應(yīng)堆簡介 261
8.2.3 核反應(yīng)堆材料 263
8.3 核電的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 266
8.3.1 核電的發(fā)展現(xiàn)狀 266
8.3.2 核電的發(fā)展趨勢 266
主要參考文獻(xiàn) 267
課后習(xí)題 267