目錄
第1章 緒論 1
1.1 可再生能源概述 1
1.1.1 可再生能源分類 1
1.1.2 可再生能源發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.2 催化轉(zhuǎn)化及儲存 4
1.2.1 光催化儲能簡介 4
1.2.2 電催化儲能簡介 7
1.2.3 熱催化儲能簡介 12
1.2.4 多元協(xié)同儲能簡介 15
1.3 可再生能源催化轉(zhuǎn)化與儲存研究進展 18
1.3.1 可再生能源催化轉(zhuǎn)化與儲存的主要內(nèi)容及研究方法 18
1.3.2 可再生能源催化轉(zhuǎn)化與儲存的進展和發(fā)展趨勢 20
本章小結(jié) 22
習題 23
第2章 光催化儲能 24
2.1 光合作用概述 24
2.1.1 光合作用與生物圈 24
2.1.2 光合作用的基本過程 25
2.2 光催化儲能概述 27
2.2.1 光催化劑的基本概念 27
2.2.2 半導體光催化的熱力學基礎 27
2.2.3 半導體光催化的動力學基礎 29
2.3 太陽能光催化產(chǎn)氫 31
2.3.1 直接光解水制氫 32
2.3.2 間接光解水制氫 34
2.3.3 光生物法制氫 35
2.4 太陽能光催化產(chǎn)過氧化氫 36
2.4.1 光催化水氧化產(chǎn)過氧化氫 37
2.4.2 光催化有機物氧化產(chǎn)過氧化氫 38
2.5 太陽能光催化產(chǎn)C1 和多碳產(chǎn)品 39
2.5.1 光催化二氧化碳還原 39
2.5.2 光催化二氧化碳加氫 41
2.5.3 其他方式 42
2.6 太陽能光催化合成氨 44
2.7 太陽能光催化轉(zhuǎn)換有機物 47
2.7.1 光催化羰基化反應制有機物 48
2.7.2 光催化羧化反應制有機物 50
2.7.3 光催化偶聯(lián)反應制有機物 51
2.8 太陽能光轉(zhuǎn)化制其他高附加值產(chǎn)品 52
2.8.1 木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化 53
2.8.2 碳水化合物轉(zhuǎn)化 53
2.8.3 5-羥甲基糠醛轉(zhuǎn)化 54
2.8.4 聚合物轉(zhuǎn)化高附加值產(chǎn)品 55
本章小結(jié) 55
習題 55
第3章 電催化儲能 57
3.1 電催化儲能概述 57
3.2 電催化全解水制綠氫一體化儲能系統(tǒng) 58
3.2.1 電催化全解水制綠氫的基本原理 59
3.2.2 電催化全解水制綠氫一體化儲能系統(tǒng)概述 64
3.2.3 電催化全解水制綠氫一體化儲能系統(tǒng)的發(fā)展前景 72
3.3 電催化二氧化碳還原制C1 和高價值的多碳產(chǎn)物(C2+) 74
3.3.1 電催化二氧化碳還原儲能系統(tǒng)的基本原理 74
3.3.2 電催化二氧化碳還原儲能系統(tǒng)的發(fā)展歷程 76
3.3.3 電催化二氧化碳還原儲能系統(tǒng)的發(fā)展前景 81
3.4 電催化氮還原合成氨 82
3.4.1 電催化氮還原合成氨儲能系統(tǒng)的基本原理 82
3.4.2 電催化氮還原合成氨儲能系統(tǒng)概述 85
3.4.3 電催化氮還原合成氨儲能系統(tǒng)的發(fā)展前景 90
3.5 電催化尿素降解和直接尿素燃料電池 91
3.5.1 電催化尿素降解和直接尿素燃料電池的基本原理 91
3.5.2 電催化尿素降解和直接尿素燃料電池概述 93
3.5.3 電催化尿素降解和直接尿素燃料電池的發(fā)展前景 100
本章小結(jié) 100
習題 101
第4章 熱催化加氫儲能 102
4.1 熱催化加氫儲能概述 102
4.1.1 熱催化加氫儲能技術的基本概念 102
4.1.2 熱催化加氫儲能技術的反應過程原理 103
4.1.3 熱催化加氫儲能的主要方式 103
4.1.4 熱催化加氫儲能技術的關鍵要素 104
4.1.5 熱催化加氫儲能技術的技術優(yōu)勢 104
4.1.6 熱催化加氫儲能技術的應用與展望 105
4.2 二氧化碳加氫儲能 106
4.2.1 二氧化碳加氫儲能技術的發(fā)展歷史 106
4.2.2 二氧化碳加氫儲能技術的基本原理 106
4.2.3 二氧化碳加氫儲能技術的分類 108
4.2.4 二氧化碳加氫儲能技術的應用與展望 113
4.3 烴類加氫儲能 114
4.3.1 烴類加氫儲能技術的發(fā)展歷史 114
4.3.2 烴類加氫儲能技術的基本概念 114
4.3.3 烴類加氫儲能技術的基本原理 114
4.3.4 烴類加氫儲能技術的分類 115
4.3.5 烴類加氫儲能技術的應用與展望 121
4.4 氮加氫合成氨儲能 121
4.4.1 合成氨催化反應的基本原理 122
4.4.2 氮化物加氫合成氨儲能技術 122
4.4.3 氮化物電催化加氫合成氨儲能技術 125
4.4.4 氮化物加氫合成氨儲能技術的應用與展望 128
4.5 液態(tài)有機物加氫儲能 128
4.5.1 液態(tài)有機物加氫儲能技術的發(fā)展歷史 129
4.5.2 液態(tài)有機物加氫儲能技術的基本概念 130
4.5.3 液態(tài)有機物加氫儲能技術的分類 131
4.5.4 液態(tài)有機物加氫儲能技術的應用與展望 135
本章小結(jié) 135
習題 136
第5章 太陽能熱化學儲能 137
5.1 太陽能熱化學儲能技術原理 137
5.1.1 概述 137
5.1.2 聚光集熱原理及指標 138
5.1.3 太陽能熱化學轉(zhuǎn)化原理及指標 140
5.2 太陽能驅(qū)動H2O/CO2 分解 143
5.2.1 太陽能驅(qū)動H2O/CO2 分解的發(fā)展歷史 143
5.2.2 太陽能驅(qū)動H2O/CO2 分解的基本原理 143
5.2.3 載氧體材料合成 147
5.2.4 太陽能驅(qū)動H2O/CO2 分解的反應器 148
5.2.5 太陽能驅(qū)動H2O/CO2 分解儲能的發(fā)展前景 151
5.3 太陽能驅(qū)動含碳物料熱解/氣化 151
5.3.1 太陽能驅(qū)動含碳物料熱解/氣化的發(fā)展歷史 151
5.3.2 太陽能驅(qū)動含碳物料熱解/氣化的基本原理 151
5.3.3 太陽能驅(qū)動含碳物料熱解/氣化的反應器 154
viii 可再生能源催化轉(zhuǎn)化及儲存
5.3.4 太陽能驅(qū)動含碳物料熱解/氣化的發(fā)展前景 157
5.4 太陽能驅(qū)動甲烷裂解/重整 158
5.4.1 太陽能驅(qū)動甲烷裂解/重整的發(fā)展歷史 158
5.4.2 太陽能驅(qū)動甲烷裂解/重整的基本原理 158
5.4.3 太陽能驅(qū)動甲烷裂解/重整的相關催化劑 161
5.4.4 太陽能驅(qū)動甲烷裂解/重整的反應器 162
5.4.5 太陽能驅(qū)動甲烷裂解/重整的發(fā)展前景 165
5.5 太陽能驅(qū)動材料加工及化學品生產(chǎn) 166
5.5.1 太陽能驅(qū)動材料加工及化學品生產(chǎn)的發(fā)展歷史 166
5.5.2 太陽能驅(qū)動材料加工及化學品生產(chǎn)的原理 166
5.5.3 太陽能驅(qū)動CaCO3 煅燒的反應器 169
5.5.4 太陽能驅(qū)動金屬提煉 170
5.5.5 太陽能驅(qū)動碳化物、氮化物和納米材料的生產(chǎn) 173
5.5.6 太陽能驅(qū)動材料加工及化學品生產(chǎn)的發(fā)展前景 174
本章小結(jié) 174
習題 175
第6章 多能互補儲能系統(tǒng) 176
6.1 多能互補儲能的必要性 176
6.2 多能互補儲能系統(tǒng)的技術原理 176
6.2.1 多能互補儲能系統(tǒng)的技術組成 177
6.2.2 多能互補儲能系統(tǒng)的應用場景 181
6.2.3 多能互補儲能系統(tǒng)的發(fā)展前景 181
6.3 多能互補儲能系統(tǒng)的分類 182
6.3.1 光/電協(xié)同催化轉(zhuǎn)化儲能 182
6.3.2 光/熱協(xié)同催化轉(zhuǎn)化儲能 187
6.3.3 電/熱協(xié)同催化轉(zhuǎn)化儲能 193
本章小結(jié) 199
習題 199
參考文獻 200