目錄
第1章 能量轉換材料與器件概述 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)與轉換 3
1.3.1 能量的主要形態(tài) 3
1.3.2 能量的轉換 4
1.4 對能量轉換系統(tǒng)的要求 5
1.4.1 對生物質能轉換系統(tǒng)的要求 5
1.4.2 對地熱能轉換系統(tǒng)的要求 6
1.4.3 對太陽能轉換系統(tǒng)的要求 7
1.4.4 對氫能轉換系統(tǒng)的要求 7
1.4.5 對風能轉換系統(tǒng)的要求 7
1.4.6 對海洋能轉換系統(tǒng)的要求 8
1.4.7 對核能轉換系統(tǒng)的要求 8
1.5 能量轉換與材料和器件的關系 9
1.5.1 能量轉換與材料的關系 9
1.5.2 能量轉換與器件的關系 10
1.6 能源發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 12
主要參考文獻 13
課后習題 14
第2章 生物質能轉換材料與器件 15
2.1 生物質能概述 15
2.1.1 生物質能的基本概念 15
2.1.2 生物質能利用技術 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 70
課后習題 72
第3章 地熱能轉換材料與器件 73
3.1 地熱能概述 73
3.1.1 地熱能的基本概念 73
3.1.2 地熱資源的分布 76
3.1.3 地熱能的開發(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 地源熱泵技術存在的問題 82
3.3 地熱干燥 83
3.3.1 地熱干燥技術在工業(yè)方面的應用 83
3.3.2 地熱干燥技術在農業(yè)等方面的應用 84
3.4 地熱能-電能轉換 85
3.4.1 地熱能發(fā)電技術概述 85
3.4.2 地熱蒸汽發(fā)電 87
3.4.3 地下熱水發(fā)電 89
3.4.4 地壓地熱發(fā)電 93
3.4.5 干熱巖地熱發(fā)電 94
主要參考文獻 95
課后習題 96
第4章 太陽能轉換材料與器件 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 其他太陽能光電轉換器件 137
4.3 太陽能光熱轉換器件與材料 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 171
課后習題 172
第5章 氫能轉換材料與器件 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 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 氫能轉換器件的應用 185
5.3.1 氫在燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)中的應用 185
5.3.2 氫在內燃機中的應用 186
5.3.3 氫在噴氣發(fā)動機中的應用 187
5.3.4 氫在燃料電池中的應用 188
主要參考文獻 192
課后習題 193
第6章 風能轉換材料與器件 194
6.1 風力發(fā)電技術概述 194
6.1.1 風能利用前景 194
6.1.2 風力發(fā)電原理 197
6.2 風力發(fā)電設備和材料 199
6.2.1 葉片的材質 199
6.2.2 碳纖維及其在風機葉片中的應用 202
6.2.3 潤滑油和涂料 206
6.2.4 組件裝備 210
6.3 風力發(fā)電新設備 211
6.3.1 新型蓄能發(fā)電站 211
6.3.2 浮置式風力渦輪 212
6.3.3 新型垂直軸風力發(fā)電機 212
6.3.4 磁懸浮垂直軸風力發(fā)電機組 213
6.3.5 多轉子風力渦輪 213
6.3.6 風箏電站 213
6.3.7 智能風力渦輪葉片 214
6.3.8 隱形風力發(fā)電機 215
主要參考文獻 215
課后習題 216
第7章 海洋能轉換材料與器件 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)電技術及特征 219
7.2.3 潮汐能轉換材料與器件 221
7.2.4 應用實例 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)電技術及特征 224
7.3.3 波浪能轉換材料與器件 225
7.3.4 應用實例 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)電技術及特征 229
7.4.3 海流能轉換材料與器件 230
7.4.4 應用實例 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)電技術及特征 234
7.5.4 溫差能轉換材料與器件 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 248
課后習題 249
第8章 核能轉換材料與器件 250
8.1 核能概述 250
8.1.1 核能簡介 250
8.1.2 核能的應用基礎和特點 251
8.1.3 核能的優(yōu)越性 253
8.2 核反應及核反應堆 254
8.2.1 核反應的基本概念 254
8.2.2 核反應堆簡介 261
8.2.3 核反應堆材料 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 267
課后習題 267