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第一章 绪论1

1.1能量与能源3

1.1.1能量及其形式3

1.1.2能源及其种类5

1.2能源与化工7

1.3能源化工现状与前景10

第二章 能量的相互转化原理13

2.1热力学基础14

2.1.1能量守恒原理14

2.1.2能量转化的限度19

2.1.3能量转化的推动力23

2.2化学能29

2.2.1化学能的本质29

2.2.2化学能的释放34

2.2.3化学能转化的限度38

2.3热能向化学能的转化42

2.3.1化学热管43

2.3.2化学热泵45

2.4光能向化学能的转化47

2.4.1概述47

2.4.2光合作用51

2.4.3生物质能52

2.5能的变换56

2.6有效能61

2.6.1有效能的概念及有效能的损耗61

2.6.2物理有效能与化学有效能69

2.6.3工业制程的有效能分析78

第三章 太阳能83

3.1概述84

3.2太阳能热利用84

3.2.1基本原理85

3.2.2太阳能热利用系统89

3.3太阳能光电转换技术93

3.3.1晶体矽太阳能电池95

3.3.2非晶矽太阳能电池108

3.3.3化合物半导体太阳能电池121

3.3.4奈米晶化学太阳能电池123

3.4太阳能化学能转化技术129

3.4.1光合作用129

3.4.2光化学作用、光催化水解制氢133

3.4.3太阳能、高温热化学反应135

第四章 生物质能源139

4.1概述140

4.1.1生物质140

4.1.2生物质能140

4.1.3生物质的组成与结构141

4.1.4生物质转化利用技术145

4.2生物质气化149

4.2.1生物质气化及其特点149

4.2.2生物质气化原理152

4.2.3生物质气化制程方法154

4.2.4生物质气化发电技术159

4.3生物质热解技术162

4.3.1生物质热解及其特点162

4.3.2生物质热解原理163

4.3.3生物质热解制程方法167

4.3.4生物质热解产物及应用173

4.4生物质直接液化176

4.4.1生物质直接液化及其特点176

4.4.2生物质直接液化制程方法176

4.4.3生物质直接液化产物及应用184

4.5生物燃料乙醇186

4.5.1生物燃料乙醇及其特点186

4.5.2淀粉质原料制备生物燃料乙醇187

4.5.3乙醇发酵制程方法189

4.5.4纤维质原料制备生物燃料乙醇191

4.5.5生物燃料乙醇的应用196

4.6生物柴油197

4.6.1生物柴油及其特点197

4.6.2化学法转酯化制备生物柴油199

4.6.3生物酶催化法生产生物柴油207

4.6.4超临界法制备生物柴油210

4.6.5生物柴油的应用212

4.7沼气技术215

4.7.1沼气的成分和性质215

4.7.2沼气发酵微生物学原理216

4.7.3大中型沼气工程220

4.7.4沼气发酵的综合利用229

第五章 风能235

5.1风能资源236

5.1.1风能资源分布的一般规律236

5.1.2风能资源的特性238

5.1.3中国风能资源240

5.2风能利用原理242

5.2.1风力机简介242

5.2.2风力机工作原理242

5.3风力发电245

5.3.1关键设备及工作原理246

5.3.2离网风力发电253

5.3.3并网风力发电254

5.4风力发电设备中的材料255

5.4.1风力发电的叶片材料255

5.4.2风电设备的铸件材料258

5.4.3风力发电机塔架的防腐材料259

5.4.4风力发电机塔架的质量要求260

第六章 氢能263

6.1氢的应用264

6.2氢的制取265

6.2.1天然气制氢266

6.2.2煤制氢275

6.2.3水电解制氢276

6.2.4生物质制氢283

6.2.5太阳能制氢289

6.2.6核能制氢295

6.2.7等离子体化学法制氢297

6.3氢的储存305

6.3.1高压气态储氢305

6.3.2冷液化储氢305

6.3.3金属氢化物储氢306

6.3.4碳质材料储氢315

6.3.5金属有机结构化合物储氢320

6.3.6有机液体储氢324

第七章 燃料电池331

7.1概述332

7.2燃料电池的一般原理335

7.3质子交换膜燃料电池336

7.3.1 PEMFC的工作原理与结构337

7.3.2 PEMFC的质子交换膜339

7.3.3 PEMFC的催化剂341

7.4直接甲醇燃料电池347

7.4.1 DMFC工作原理和基本结构348

7.4.2 DMFC的分类350

7.4.3 DMFC的研究进展及存在问题352

7.4.4 DMFC阳极催化剂的研究进展359

7.4.5 DMFC阴极催化剂的研究进展361

7.4.6催化剂的主要制备方法365

7.4.7 DMFC膜电极集合体（M EA）的研究进展366

7.4.8阴极水管理研究379

7.5微生物燃料电池380

7.5.1微生物燃料电池的定义与分类381

7.5.2 M FC的特点386

7.5.3 M FC的研究历史387

7.5.4 M FC的现有改进技术390

7.5.5 M FC的发展趋势391

7.5.6 M FC的应用前景392

第八章 其他新型能源407

8.1其他新型能源的概念与分类408

8.2地热能409

8.2.1概述409

8.2.2地球的内部构造410

8.2.3地热能的来源411

8.2.4地热资源413

8.2.5地热能的利用424

8.2.6地热能利用的限制因素437

8.2.7中国地热能发展现状和发展趋势439

8.3天然气水合物（可燃冰）441

8.3.1可燃冰资源及其特点443

8.3.2国际上天然气水合物的勘探和开发动态445

8.3.3中国的相关活动和资源量估计449

8.3.4可燃冰的开采技术现状450

8.3.5天然气水合物的研究现状与利用趋势451

8.4核能453

8.4.1概述453

8.4.2原子核子物理基础454

8.4.3商用核电技术459

8.4.4核能的新纪元464

8.4.5未来的新型核能470

8.5海洋能476

8.5.1潮汐能及其开发利用477

8.5.2波浪能及其开发利用479

8.5.3海流能及其开发利用480

8.5.4海洋温差能及其开发利用481

8.5.5海洋盐度差能及其开发利用483