Advances in Solid Fuels Technologies/Fact9/No G00522 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Amer Society of Mechanical

作者:Mass.) International Joint Power Generation Conference (1990 Boston

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1992-06

价格:USD 24.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780791805343

丛书系列:

图书标签:

• 固体燃料
• 燃料技术
• 能源
• 材料科学
• 工程技术
• 可再生能源
• 环境工程
• 燃烧技术
• 能源转型
• 工业技术

绿色能源革命与未来材料科学：深耕清洁能源存储与转化前沿技术 导言：能源转型的迫切需求与技术瓶颈 当前全球正面临着气候变化和能源安全性的双重挑战。传统化石燃料的使用带来了温室气体排放的剧增，迫使人类社会必须加速向可持续、清洁的能源体系转型。这一转型不仅依赖于太阳能、风能等可再生能源的普及，更关键的是对高效能源存储、安全可靠的能源载体以及清洁燃料的深度开发与利用。 本书旨在聚焦于面向未来的能源系统构建，特别是那些在提高能源转化效率、降低环境足迹方面展现出巨大潜力的前沿技术和材料科学进展。我们将深入探讨在先进催化剂设计、新型电化学储能界面工程、低碳燃料的制备与利用等关键领域取得的突破性成果。本书的视角是宏大的，它将能源问题的解决置于全球可持续发展战略的背景下进行审视。 --- 第一部分：下一代能源载体与高效转化 能源载体是连接能源生产和消费的桥梁。传统的液态和气态燃料需要经过复杂的转化过程才能实现清洁利用。本部分将侧重于氢能、氨能以及合成燃料（e-fuels）的制备、储存与高效利用技术。 第一章：先进电解水制氢技术的前沿研究 氢气被视为终极清洁燃料，其制备效率和成本直接决定了氢经济能否实现。本章重点考察质子交换膜（PEM）电解槽、固体氧化物电解槽（SOEC）在操作温度、电流密度以及关键膜电极组件上的最新进展。我们将详细分析： 1. 贵金属催化剂的替代与优化： 针对PEM电解槽中铂族金属（如Pt, Ir）的高成本问题，探讨基于过渡金属氧化物、磷化物和氮化物的非贵金属催化剂的设计原理、合成方法及其在酸性/碱性环境下的长期稳定性测试数据。 2. SOEC的高温热电化学耦合： 深入研究SOEC在高温（700°C以上）下运行的优势，重点分析新型陶瓷电解质材料（如掺杂氧化钇的氧化锆YSZ、钆掺杂的二氧化铈GDC）的离子电导率优化，以及如何通过集成余热源来降低净电能消耗。 3. 新型隔膜技术： 探讨耐受更高温度和更低压降的新型离子选择性隔膜材料，以提高电解槽的功率密度和运行安全性。 第二章：氨作为零碳燃料的潜力与挑战 氨（NH$_{3}$）因其高体积能量密度和易于液化运输的特性，正被重新定位为重要的氢载体和直接燃烧燃料。本章将从“合成-储存-利用”的完整链条进行分析： 1. 绿色氨的合成路径优化： 重点讨论光催化/电催化固氮（N$_{2}$固定）技术，旨在绕开传统哈伯-博世法的高温高压条件。分析新型双金属催化剂（如Ru-Fe体系）对N$_{2}$活化机制的影响，以及在温和条件下实现高法拉第效率的路径。 2. 氨裂解（Cracking）技术： 研究用于在燃料电池或内燃机中高效释放氢气的催化剂。重点对比金属基催化剂（如Ni、Co基）在高温下的抗积碳性能，以及负载型催化剂（如负载于介孔氧化铝或碳载体上）的热稳定性和活性位点密度控制。 3. 直接氨氧化燃料电池： 探讨用于直接利用氨的低温/高温燃料电池的设计，尤其是对阴极氧还原反应（ORR）和阳极氨氧化反应（AOR）中催化剂中毒问题的解决策略。 --- 第二部分：先进储能界面的电化学工程 能源的波动性要求高效、安全且长寿命的储能系统。本部分聚焦于电化学储能技术中，材料界面行为对整体性能的决定性影响。 第三章：固态电池的界面阻抗调控与安全提升 固态电池被认为是下一代高能量密度储能系统的理想选择，但固体/固体界面的互联性和稳定性是主要瓶颈。本章侧重于界面工程学： 1. 固-固界面的接触质量优化： 分析原位压力、电化学循环诱导的界面重构对电荷传输的影响。探讨通过引入界面缓冲层（Interfacial Buffer Layers, IBLs），如聚合物固态电解质薄膜或纳米涂层，来降低固/固界面的肖特基势垒和机械应力。 2. 高电压正极材料的兼容性： 研究在接近5V电压下，锂离子导体（如LLZO、硫化物）与高镍正极（如NMC811）之间的氧化还原副反应机制。重点分析如何通过表面包覆（如Al$_{2}$O$_{3}$、Li$_{3}$PO$_{4}$）来抑制界面相变，确保长循环寿命。 3. 全固态锂金属电池的枝晶抑制： 探讨如何利用陶瓷/聚合物复合电解质或梯度电解质结构，精确控制锂沉积过程，确保锂金属负极在循环过程中的均匀性和体积稳定性，从而实现高能量密度下的安全运行。 第四章：液流电池：电解质设计与长周期稳定性 液流电池因其与功率/容量解耦的特性，在电网级储能中具有独特优势。本章关注电解质性能的突破。 1. 非钒基电解质的开发： 鉴于钒基液流电池的成本和资源限制，本章详细介绍有机液流电池（OFRB）和锌溴液流电池的最新进展。特别关注有机活性物质（如基于醌类、酞菁类）的氧化还原电位调控、水溶性增强策略以及循环稳定性研究。 2. 电化学反应动力学加速： 探讨在液流电池中，如何通过引入纳米材料负载的电极催化剂来降低反应过电位，提高充放电效率。分析电极材料（如碳毡）的表面功能化对传质速率的影响。 3. 交叉污染与膜选择性： 深入分析对离子交换膜（如Nafion替代品）的性能要求，重点关注在保证高质子/锂离子选择性（低渗透率）的同时，如何提高其对活性物质（如Zn$^{2+}$或有机分子）的阻隔能力，以延长电池寿命。 --- 第三部分：环境友好型过程强化与耦合技术 本部分将目光投向能源生产和利用过程中的环境影响，聚焦于过程的“绿色化”和“集成化”。 第五章：生物质热化学转化与集成系统 生物质作为一种可再生的碳源，其高效、清洁的转化是实现碳中和目标的重要途径。 1. 快速热解（Fast Pyrolysis）的产物调控： 讨论如何通过优化传热速率和停留时间，精准控制生物质向生物油（Bio-oil）转化的过程。重点分析催化快速热解技术，利用沸石或金属氧化物催化剂对生物油中的酸性含氧化合物进行选择性脱氧和脱水反应，以提高其作为燃料或化工原料的品质。 2. 气化与合成气净化： 介绍高温气化技术（如循环流化床气化）在处理复杂生物质原料方面的优势。重点分析合成气（Syngas, CO/H$_{2}$）中焦油、硫化物和碱金属的在线净化技术，特别是新型吸附剂和膜分离技术在低温净化中的应用。 3. 生物质与电化学的耦合： 探讨生物质衍生燃料与燃料电池（如固体氧化物燃料电池SOFC）的集成系统（Bio-SOFC），如何利用生物质气化产生的合成气作为阳极燃料，实现高效率的电能输出，并降低系统整体的碳排放强度。 第六章：碳捕集、利用与转化（CCU/T）的新途径 将二氧化碳视为一种可循环的碳资源，是构建循环经济的关键一环。 1. 电化学CO$_{2}$还原（CO$_{2}$RR）的界面控制： 深入探讨将CO$_{2}$转化为高价值化学品（如甲醇、乙烯、乙醇）的电催化过程。重点分析单原子催化剂（SACs）在调控产物选择性方面扮演的角色，以及如何通过调控电解液的pH值和添加剂（如离子液体）来抑制析氢反应，提高目标产物的法拉第效率。 2. 光热催化耦合的CO$_{2}$转化： 介绍利用太阳能或废热驱动的光热催化剂，在温和条件下实现CO$_{2}$与H$_{2}$的反应（CO$_{2}$加氢制甲烷或甲醇）。分析新型复合半导体材料（如钙钛矿/金属氧化物异质结）对光吸收范围和载流子分离效率的提升。 3. 新型捕集材料的性能评估： 总结在胺基吸收剂、金属有机骨架（MOFs）和多孔聚合物等材料中，如何平衡高CO$_{2}$吸附容量、低再生能耗以及对湿度的耐受性，以适应大规模工业烟气的捕集需求。 --- 结论：迈向系统集成与智能能源管理 未来的能源技术发展将不再局限于单一材料或组件的性能提升，而是向着系统集成化、智能化和网络化的方向演进。本书的所有前沿技术，从高效的电解槽到稳定的固态电解质，都必须在实际的能源网络中进行协同优化。最后的总结部分将展望如何利用人工智能和大数据技术，对复杂的能源转化和存储过程进行实时监测、故障诊断和寿命预测，从而确保下一代清洁能源技术的可靠性和经济可行性，最终实现全球能源体系的根本性变革。 本书面向能源科学、化学工程、材料科学领域的研究人员、工程师及政策制定者，为他们提供了一份深入且全面的技术路线图，指导我们在清洁能源的下一轮技术竞赛中抢占先机。

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我最近拜读了《热力学的隐秘几何：熵增与信息流动的边界探讨》，这本书的视角极其独特，完全颠覆了我对传统热力学概念的刻板印象。它并非一本传统的教科书，而更像是一场横跨物理学、信息论和哲学层面的思想漫步。作者的核心论点是将熵（Entropy）不仅仅视为能量耗散的度量，更是系统信息不确定性的体现。书中大量引用了布雷默曼（Bremermann）的极限和兰道尔（Landauer）原理，试图构建一个统一的框架来解释生命体的耗散结构如何在一个宏观上遵循热力学第二定律的宇宙中得以维持。书中对“计算过程中的能量消耗”的论述尤为引人深思，它暗示了，我们每一次信息的存储和擦除，都伴随着微小的、但不可避免的能量释放。这种跨学科的整合能力，使得阅读过程充满了惊喜和挑战。有时候，句子结构略显晦涩，充满了复杂的从句和对特定数学概念的假设，但正是这种对深层次逻辑的追求，使得这本书具有了罕见的深度。它绝对不是那种可以躺在沙发上轻松阅读的书，更适合在寂静的书房里，配上一杯浓咖啡，反复推敲其中的每一个论证。

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《古代冶金术的化学奥秘：从青铜时代到炼铁革命》这本书，读起来完全不像在读一本严肃的科技史著作，更像是一场穿越时空的考古探险。作者以一种极具叙事感的笔触，重新解读了人类历史上那些关键的金属提炼过程。他没有采用线性叙事，而是围绕“温度控制”和“气氛选择”这两个核心技术难点，串联起了不同文明的冶金实践。比如，书中对古埃及制作玻璃和珐琅的描述，细致到对所用矿石来源的地理考证，以及通过模拟古代土窑的温度曲线，来解释为什么某些特定配方的釉料能在当时成功烧制。我最喜欢的是关于中国早期生铁冶炼与铸造技术的章节，作者巧妙地运用了现代热力学图表来解释为什么古人能在没有精确温度计的情况下，通过观察矿渣的颜色和流动性来控制碳含量，这简直是人类智慧的结晶。这本书的语言充满了历史的厚重感和人文关怀，它让我们看到，科学的进步并非一蹴而就的理论突破，而是无数代工匠在实践中摸索出的宝贵经验。对于想了解技术史如何与人类文明紧密交织的读者，这本书是绝佳的选择。

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这本厚重的《能量之源：从古至今的燃烧艺术》简直是燃料科学领域的一部百科全书。我花了整整一个周末才啃完前三分之一，发现它对化石燃料的演变过程有着极其细腻的描摹。作者并没有停留在简单的化学式罗列上，而是深入探讨了煤炭、石油和天然气在不同历史时期的开采技术、市场波动及其对全球地缘政治格局的影响。尤其让我印象深刻的是，书中对“非常规油气资源”的章节处理得尤为精彩。它详细对比了页岩油气水力压裂技术的伦理争议、环境足迹以及它如何颠覆了传统的能源供应模式，让中东的传统产油国感受到了前所未有的压力。书中引用的案例数据非常扎实，无论是上世纪七十年代的石油危机，还是近十年可再生能源的迅猛发展，都有详尽的图表支撑，让人不得不信服。不过，我对其中关于超临界流体燃烧效率提升的数学模型推导部分感到有些吃力，虽然知道那是核心内容，但需要一个化学工程的背景才能完全领会其精妙之处。总的来说，这是一本需要耐心、但回报丰厚的著作，适合希望全面了解现代能源结构基础的专业人士和深度爱好者。

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对于那些寻求结构化、系统性知识的读者来说，《高分子材料在极端环境下的性能优化与失效分析》无疑是一本典范之作。这本书的结构严谨到近乎苛刻，每一章都建立在前一章的基础上，构建起一个完整的高分子科学理论体系。它从分子链的构象统计力学讲起，逐步过渡到聚合物的玻璃化转变、蠕变和疲劳特性。我尤其赞赏其在“失效分析”部分的处理方式，作者详细列举了数十个工业事故案例，并运用有限元分析（FEA）的方法对这些失效点进行了逆向工程分析。例如，书中详细剖析了某型号火箭外壳密封件在低温高压下的脆性断裂过程，从断裂韧性测试到分子重排的微观机制，层层深入，逻辑链条无可挑剔。书中的插图和表格制作精良，那些复杂的应力-应变曲线和动态热机械分析（DMA）图谱，清晰地揭示了材料随温度和频率变化的复杂响应。唯一需要提醒的是，这本书的语言风格非常学术化，充满了精确的术语和量化的描述，要求读者具备扎实的材料科学基础才能充分吸收其知识的深度和广度。

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《微生物燃料电池的未来：从厌氧到光合作用的能源革命》这本书，我必须说，它充满了那种令人兴奋的、前沿科学的“野心”。它聚焦于一个相对小众但潜力巨大的领域——利用微生物的代谢活动直接发电或生产清洁燃料。作者团队显然在这一领域深耕多年，书中对各种微生物菌群（如*Geobacter*和*Shewanella*）的电化学性能进行了详尽的分类和比较。特别是对“分子电荷转移机制”的讲解，图文并茂，用电子显微镜下的图像展示了微生物如何通过纳米导线与电极进行直接电子交换，这简直是科幻照进现实。我特别欣赏它对实际应用前景的务实态度，并没有过度美化。书中清晰地指出了当前面临的主要瓶颈，例如功率密度低、环境稳定性差以及电极材料的生物兼容性问题，并提出了几种很有前景的工程优化方案，比如三维多孔电极设计和基因工程改造。虽然书中的实验数据很多，但表达方式非常直观，即使是对生物电化学不太熟悉的读者，也能感受到这项技术推动能源可持续发展的巨大潜力。

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