International Workshop on Advanced Material for New and Renewable Energy pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Handoko, L. T. (EDT)/ Siregar, Masbah R. T. (EDT)

出品人:

页数:306

译者:

出版时间:2009-9

价格:$ 190.97

装帧:

isbn号码:9780735407060

丛书系列:

图书标签:

• 新能源材料
• 可再生能源
• 材料科学
• 能源转化
• 国际会议
• 先进材料
• 能源技术
• 材料工程
• 绿色能源
• 纳米材料

《先进材料在新能源与可再生能源领域的应用进展》 概述 本书深入探讨了先进材料在推动新能源与可再生能源技术革新中所扮演的关键角色。随着全球对可持续能源解决方案的需求日益增长，材料科学的进步为开发更高效、更经济、更环保的能源技术提供了前所未有的机遇。本书汇聚了该领域的顶尖研究成果和前沿观点，旨在为科研人员、工程师、政策制定者以及对新能源和可再生能源领域感兴趣的读者提供一份全面、深入的参考。 本书内容涵盖了从基础理论到实际应用的广泛范围，重点关注了在太阳能转换、能源储存、氢能技术、热电材料、生物能源以及智能电网等核心领域中最具潜力的先进材料。通过对这些材料的结构、性能、制备工艺以及在不同能源系统中的应用进行细致分析，本书揭示了材料科学如何成为解决当前能源挑战、实现全球能源转型的核心驱动力。 核心内容详解 第一部分：太阳能转换材料的革新 太阳能作为最重要、最广泛的可再生能源之一，其利用效率的提升直接关系到能源格局的重塑。本书的第一部分将聚焦于下一代太阳能电池材料的研发进展。 钙钛矿太阳能电池： 详细阐述了钙钛矿材料的晶体结构、光电特性及其在光伏领域的巨大潜力。深入分析了钙钛矿电池的效率提升机制，包括载流子传输、缺陷工程、界面优化等关键技术。同时，本书也探讨了钙钛矿太阳能电池在稳定性、耐久性以及大规模制备方面面临的挑战，并提出了当前的研究方向和解决方案，例如新型空穴传输材料、钝化层设计以及封装技术等。 有机光伏（OPV）材料： 介绍了有机半导体材料在太阳能电池中的应用，包括聚合物和富勒烯衍生物等。分析了OPV材料的吸光机制、电荷分离和传输过程，以及影响其效率和稳定性的因素。本书还将讨论柔性、可穿戴以及印刷型太阳能电池的最新进展，这些技术有望显著降低太阳能发电的成本和拓宽其应用场景。 量子点太阳能电池： 探讨了利用量子尺寸效应调控材料光电特性的量子点材料在太阳能电池中的应用。分析了量子点作为吸光层、电子传输层或空穴传输层的优势，以及如何通过尺寸、成分和表面修饰来优化其性能。书中还将介绍量子点在多结太阳能电池和光催化水分解等领域的最新研究成果。 其他新型光伏材料： 涵盖了碲化镉（CdTe）、铜铟镓硒（CIGS）等薄膜太阳能电池的最新发展，以及利用纳米结构和等离激元效应增强光吸收的策略。 第二部分：高效能源储存材料的突破 能源储存是解决太阳能和风能等间歇性可再生能源大规模并网的关键瓶颈。本书的第二部分将深入研究推动储能技术革新的先进材料。 锂离子电池材料： 详细分析了用于锂离子电池的正极、负极、电解质和隔膜等关键材料的最新进展。重点介绍了高镍三元材料、富锂锰基材料、硅基负极、固态电解质等在提高能量密度、功率密度、循环寿命和安全性方面的重要突破。本书还将探讨成本更低、安全性更高的钠离子电池、钾离子电池等下一代锂电替代技术的材料研发。 液流电池材料： 介绍了用于大规模储能的液流电池，包括钒液流电池、锌-溴液流电池等。重点分析了电解液、膜材料以及电极材料的设计和优化，以提高能量密度、功率密度和运行效率。书中还将讨论液流电池在电网级储能应用中的成本效益和技术挑战。 超级电容器材料： 探讨了具有高功率密度和长循环寿命的超级电容器的关键材料，如活性炭、碳纳米管、石墨烯、金属氧化物和导电聚合物等。分析了这些材料的电化学储能机制，以及如何通过结构设计和复合材料开发来提升其性能。 氢能储存材料： 聚焦于氢气储存的先进材料，包括金属氢化物、吸附材料（如MOFs、COFs）、化学氢化物以及液态有机氢载体等。分析了这些材料的储氢密度、动力学特性、成本以及安全性，为实现高效、安全、经济的氢能储存提供了材料层面的解决方案。 第三部分：氢能技术与先进材料 氢能作为一种清洁、高效的二次能源，其发展离不开先进材料的支撑。本书的第三部分将详细阐述材料科学在氢能生产、储存和利用中的关键作用。 电解水制氢材料： 深入研究了用于高效电解水制氢的催化剂材料，包括贵金属催化剂（如Pt、Ir、Ru）、非贵金属催化剂（如Ni、Co、Fe的氧化物、硫化物、磷化物）以及新型催化剂载体。分析了这些材料的活性、选择性和稳定性，以及如何通过纳米结构设计、表面修饰和复合化来提高其催化性能。 燃料电池材料： 详细探讨了质子交换膜燃料电池（PEMFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）等关键组件的材料。包括质子交换膜材料（如 Nafion 替代品）、电极催化剂（如Pt基催化剂、非贵金属催化剂）、电解质材料（如氧化物陶瓷、质子传导陶瓷）以及双极板材料等。分析了这些材料在提高效率、降低成本和增强耐久性方面的最新进展。 氢气输运与储存： 在本节中，本书将重申和扩展前一节关于氢气储存材料的讨论，并进一步探讨用于氢气输运的管道材料以及安全储存容器材料，包括高强度合金、复合材料等，以应对氢能经济发展中的基础设施挑战。 第四部分：热电材料与能量回收 热电材料能够直接将热能转化为电能，或将电能转化为制冷效应，为废热回收和温差发电提供了独特的解决方案。本书的第四部分将聚焦于高性能热电材料的开发。 热电性能的调控： 详细分析了影响热电材料性能的关键因素，包括电导率、Seebeck系数和热导率，并介绍了如何通过材料设计、掺杂、纳米化和微结构调控来优化这些参数，以提高热电优值（ZT）。 n型与p型热电材料： 重点介绍了碲化物（如Bi2Te3, PbTe）、氧化物、碳基材料等在n型和p型热电转换中的应用。分析了不同材料体系的优势和劣势，以及在不同温度范围内的应用潜力。 废热回收应用： 探讨了将热电材料应用于汽车、工业炉、电子设备散热器等场景的废热回收发电技术。分析了实际应用中的挑战，如材料成本、系统集成和长期稳定性。 固态制冷技术： 介绍了热电材料在固态制冷领域的应用，包括电子设备冷却、精密仪器控温以及潜在的家用制冷设备。 第五部分：生物质能源转化与先进材料 生物质作为一种可持续的碳中性能源，其高效转化离不开先进材料的支持。本书的第五部分将关注生物质能源领域的材料创新。 生物质催化转化： 介绍了用于生物质气化、液化和热解的催化剂材料，包括金属氧化物、分子筛、贵金属催化剂等。分析了这些催化剂在提高转化效率、选择性和降低能耗方面的作用。 生物燃料生产材料： 探讨了用于生产生物乙醇、生物柴油等生物燃料的酶固定化载体、生物反应器材料等。以及用于糖化、发酵等过程的催化剂和功能材料。 生物质能源的能源化： 介绍了利用生物质衍生的材料，如生物char（生物炭）在吸附、催化以及作为储能材料方面的潜在应用。 第六部分：智能电网与先进材料 智能电网的建设和运行依赖于各种先进的传感、通信和控制技术，这些技术与先进材料的发展息息相关。本书的第六部分将探讨材料科学在构建未来智能电网中的作用。 传感材料： 介绍了用于实时监测电网状态的各类传感器材料，如压力传感器、温度传感器、应力传感器、气体传感器等。重点关注了柔性、低成本、高灵敏度传感器的发展。 通信材料： 探讨了在智能电网通信中可能使用的先进材料，包括用于射频通信的天线材料、用于光纤通信的光学材料等。 绝缘与防护材料： 关注用于高压输电线路、变电设备的先进绝缘材料和防护材料，以提高电网的可靠性和安全性。 能源管理与控制材料： 介绍了用于能量存储管理系统（EMS）以及电力电子器件的半导体材料、功率器件材料等，这些材料是实现电网智能化运行的基础。 结论与展望 本书的最后一章将对本书涵盖的各个领域的研究进展进行总结，并对先进材料在新能源与可再生能源领域的未来发展趋势进行展望。 跨学科融合： 强调了材料科学、化学、物理学、工程学等多个学科之间的交叉融合对于突破性技术创新的重要性。 成本效益与可持续性： 指出在追求高性能的同时，降低材料成本、提高材料的可持续性和环境友好性将是未来研究的关键方向。 政策与市场驱动： 讨论了政府政策、市场需求以及国际合作在推动先进材料研发和产业化进程中的作用。 未来研究重点： 提出了一些具有挑战性但潜力巨大的研究方向，例如： 通用型、低成本、高性能的催化剂材料。 超高能量密度、超长寿命的储能材料。 在严苛环境下稳定工作的先进材料。 利用人工智能和机器学习加速材料发现和优化。 一体化能源系统所需的材料解决方案。 本书的出版，旨在为推动新能源与可再生能源领域的科学研究和技术创新提供一个高水平的学术交流平台，并激励下一代材料科学家和工程师们投身于解决全球能源挑战的伟大事业。

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