顶部
收藏

储能化学基础与应用


作者:
主编 赵天寿 副主编 李文甲 杨全红 梁振兴 李印实 田镇宇
定价:
68.00 元
版面字数:
660千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
2025年
ISBN:
978-7-04-064210-0
物料号:
64210-00
出版时间:
2025-07-08
读者对象:
高等教育
一级分类:
机械/能源类
二级分类:
能源动力类专业核心课
三级分类:
传热学

本书是储能科学与工程新兴领域“十四五”高等教育教材,旨在为化学类、化工类、能源类、材料类等专业的学生及科研、工程技术人员提供全面、系统、深入的储能化学知识。全书共十一章,内容涵盖了储能化学的基本概念、基础理论、前沿动态,以及各类储能技术的原理、特点与应用。包括概述、物质结构基础、有机化学、化学热力学、化学动力学、溶液与胶体、电化学基础、现代分析方法、电化学储能技术、燃料储能技术、热化学储热技术。

本书各章均设有练习题,有助于读者检验学习效果和提升解题能力。此外,还配备了丰富的数字化资源,包括电子课件、延伸阅读、习题答案等,方便读者自主学习和巩固知识。

本书可作为高等学校化学类、化工类、能源类、材料类等专业的教学用书,也可供其他相关专业使用,并可作为科研和工程技术人员的参考用书。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第1章 概述
        • 1.1 储能的基本概念
          • 1.1.1 物理储能
            • 1.1.2 化学储能
            • 1.2 储能化学的基础知识
              • 1.3 储能化学的相关应用
                • 1.4 储能化学的学习方法
                  • 练习题
                  • 第2章 物质结构基础
                    • 2.1 原子结构
                      • 2.1.1 传统原子结构模型
                        • 2.1.2 微观粒子特征
                          • 2.1.3 现代电子云模型
                            • 2.1.4 量子数简述
                            • 2.2 分子结构与分子作用力
                              • 2.2.1 化学键
                                • 2.2.2 杂化轨道理论
                                  • 2.2.3 分子轨道理论
                                    • 2.2.4 分子间作用力
                                    • 2.3 晶体的结构与性质
                                      • 2.3.1 晶体与非晶体
                                        • 2.3.2 金属晶体
                                          • 2.3.3 离子晶体
                                            • 2.3.4 原子晶体
                                              • 2.3.5 分子晶体
                                                • 2.3.6 晶体缺陷
                                                • 2.4 配位化合物
                                                  • 2.4.1 配合物的定义和组成
                                                    • 2.4.2 配合物的命名和分类
                                                      • 2.4.3 配合物的空间构型与异构现象
                                                        • 2.4.4 配合物的化学键理论
                                                          • 2.4.5 配位平街与配合物的稳定性
                                                            • 2.4.6 配合物的应用
                                                            • 2.5 元素周期表与化学元素
                                                              • 2.5.1 多电子原子轨道
                                                                • 2.5.2 核外电子排布规则
                                                                  • 2.5.3 原子电子层结构和元素周期表
                                                                    • 2.5.4 金属单质的性质
                                                                      • 2.5.5 金属化合物的性质
                                                                        • 2.5.6 要金属单质及其化合物的性质
                                                                        • 练习题
                                                                        • 第3章 有机化学
                                                                          • 3.1 有机化合物的分类和命名
                                                                            • 3.1.1 有机化合物的基础分类
                                                                              • 3.1.2 有机化合物的命名
                                                                              • 3.2 烃类化合物
                                                                                • 3.2.1 烷烃
                                                                                  • 3.2.2 卤代经
                                                                                    • 3.2.3 烯烃
                                                                                      • 3.2.4 炔烃
                                                                                      • 3.3 苯与芳香化合物
                                                                                        • 3.3.1 苯
                                                                                          • 3.3.2 单环芳香怪
                                                                                            • 3.3.3 多环芳香经
                                                                                            • 3.4 含氧化合物
                                                                                              • 3.4.1 醛、酮和醌
                                                                                                • 3.4.2 醇、酚和醚
                                                                                                  • 3.4.3 羧酸及其衍生物
                                                                                                  • 3.5 含氮化合物
                                                                                                    • 3.6 高分子材料
                                                                                                      • 3.6.1 高分子材料简介与分类
                                                                                                        • 3.6.2 聚合反应
                                                                                                          • 3.6.3 高分子材料的应用
                                                                                                          • 练习题
                                                                                                          • 第4章 化学热力学
                                                                                                            • 4.1 热力学基本定律
                                                                                                              • 4.1.1 热力学基本概念
                                                                                                                • 4.1.2 热力学第一定律
                                                                                                                  • 4.1.3 热力学第二定律
                                                                                                                  • 4.2 多组分系统热力学
                                                                                                                    • 4.2.1 偏摩尔量
                                                                                                                      • 4.2.2 吉布斯-杜亥姆公式——偏摩尔量之间的关系
                                                                                                                        • 4.2.3 化学势的定义及多组分系统的热力学基本方程
                                                                                                                          • 4.2.4 逸度与逸度因子
                                                                                                                            • 4.2.5 活度及活度因子
                                                                                                                            • 4.3 化学平衡
                                                                                                                              • 4.3.1 化学反应的限度——化学平衡
                                                                                                                                • 4.3.2 经验平衡常数
                                                                                                                                  • 4.3.3 化学反应等温式
                                                                                                                                    • 4.3.4 标准平衡常数
                                                                                                                                      • 4.3.5 化学平衡的移动
                                                                                                                                        • 4.3.6 相平衡
                                                                                                                                        • 练习题
                                                                                                                                        • 第5章 化学动力学
                                                                                                                                          • 5.1 化学反应速率
                                                                                                                                            • 5.1.1 化学动力学研究对象
                                                                                                                                              • 5.1.2 化学反应速率及其表示方法
                                                                                                                                                • 5.1.3 反应机理
                                                                                                                                                  • 5.1.4 速率方程及其特征
                                                                                                                                                    • 5.1.5 温度对反应速率的影响
                                                                                                                                                    • 5.2 反应动力学
                                                                                                                                                      • 5.2.1 碰撞理论
                                                                                                                                                        • 5.2.2 过渡态理论
                                                                                                                                                          • 5.2.3 在溶液中进行的反应
                                                                                                                                                          • 5.3 催化反应动力学
                                                                                                                                                            • 5.3.1 催化与催化剂概论
                                                                                                                                                              • 5.3.2 均相催化反应
                                                                                                                                                                • 5.3.3 多相催化反应
                                                                                                                                                                  • 5.3.4 酶催化反应
                                                                                                                                                                  • 练习题
                                                                                                                                                                  • 第6章 溶液与胶体
                                                                                                                                                                    • 6.1 溶液中的离子平衡
                                                                                                                                                                      • 6.1.1 分散系统和溶液
                                                                                                                                                                        • 6.1.2 稀溶液的依数性
                                                                                                                                                                          • 6.1.3 理想液态混合物
                                                                                                                                                                            • 6.1.4 理想稀溶液
                                                                                                                                                                              • 6.1.5 依数性理论的局限性
                                                                                                                                                                                • 6.1.6 溶剂化作用
                                                                                                                                                                                • 6.2 酸碱平衡
                                                                                                                                                                                  • 6.2.1 基础酸碱理论
                                                                                                                                                                                    • 6.2.2 弱电解质的解离平街
                                                                                                                                                                                      • 6.2.3 同离子效应
                                                                                                                                                                                        • 6.2.4 缓冲溶液
                                                                                                                                                                                          • 6.2.5 盐的水解
                                                                                                                                                                                          • 6.3 沉淀反应与配位平衡
                                                                                                                                                                                            • 6.3.1 溶度积和溶解度
                                                                                                                                                                                              • 6.3.2 沉淀平衡特征
                                                                                                                                                                                                • 6.3.3 配位平衡
                                                                                                                                                                                                • 6.4 胶体的形成与理化性质
                                                                                                                                                                                                  • 6.4.1 胶体的分类与制备
                                                                                                                                                                                                    • 6.4.2 胶体的特性
                                                                                                                                                                                                      • 6.4.3 胶体的结构
                                                                                                                                                                                                        • 6.4.4 胶体的介稳性
                                                                                                                                                                                                        • 练习题
                                                                                                                                                                                                        • 第7章 电化学基础
                                                                                                                                                                                                          • 7.1 电解池与原电池
                                                                                                                                                                                                            • 7.1.1 氧化还原反应
                                                                                                                                                                                                              • 7.1.2 电子转移与氧化数的概念
                                                                                                                                                                                                                • 7.1.3 电化学反应与氧化还原反应的异同
                                                                                                                                                                                                                  • 7.1.4 电化学体系的基本单元
                                                                                                                                                                                                                  • 7.2 电解质
                                                                                                                                                                                                                    • 7.2.1 电解质基础
                                                                                                                                                                                                                      • 7.2.2 电解质溶液的活度、活度系数和离子强度
                                                                                                                                                                                                                        • 7.2.3 法拉第电解定律
                                                                                                                                                                                                                        • 7.3 电极电势与电极溶液界面
                                                                                                                                                                                                                          • 7.3.1 平衡电极电势
                                                                                                                                                                                                                            • 7.3.2 标准电极电势
                                                                                                                                                                                                                              • 7.3.3 双电层模型
                                                                                                                                                                                                                              • 7.4 电化学动力学
                                                                                                                                                                                                                                • 7.4.1 电化学动力学与化学动力学的比较
                                                                                                                                                                                                                                  • 7.4.2 极化与超电势
                                                                                                                                                                                                                                    • 7.4.3 电极反应的种类和机理
                                                                                                                                                                                                                                      • 7.4.4 Butler-Volmer方程
                                                                                                                                                                                                                                        • 7.4.5 Tafel方程
                                                                                                                                                                                                                                        • 7.5 电催化
                                                                                                                                                                                                                                          • 7.5.1 电催化的概念及特点
                                                                                                                                                                                                                                            • 7.5.2 影响电催化性能的因素
                                                                                                                                                                                                                                              • 7.5.3 典型电催化过程
                                                                                                                                                                                                                                              • 练习题
                                                                                                                                                                                                                                              • 第8章 现代分析方法
                                                                                                                                                                                                                                                • 8.1 谱学分析方法
                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.1.1 会子吸收光谱法
                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.1.2 紫外-可见吸收光诸法
                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.1.3 红外吸收光谱法
                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.1.4 拉曼光谱法
                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.1.5 X射线衍射光谱法
                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.1.6 X射线光电子能谱法
                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.1.7 质谱分析
                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.1.8 色谱分析
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.1.9 核磁共报波谱分析
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.2 显微分析方法
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.2.1 光学显微镜
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.2.2 扫描电子显微镜
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.2.3 透射电子显微镜
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.2.4 扫描隧道显微镜
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.2.5 原子力显微镜
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.2.6 显微分析方法总结与比较
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.3 电化学分析方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.3.1 循环伏安法
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.3.2 交流阻抗测量法
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.3.3 旋转圆盘电板法
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.4 其他分析方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.4.1 热重分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.4.2 接触角测试
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.4.3 比表面积分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 练习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 第9章 电化学储能技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.1 电池基础
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.1.1 基本结构与工作原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.1.2 一次电池与二次电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.1.3 电池的性能指标
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.2 传统蓄电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.2.1 铅酸蓄电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.2.2 镉镍蓄电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.3 金属离子电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.3.1 锂离子电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.3.2 钠离子电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.3.3 钾、镁、铝离子电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.3.4 二次水系锌基电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.4 其他二次电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.4.1 锂金属电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.4.2 固态狸电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.4.3 锂硫电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.4.4 金属室气电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.5 液流电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.5.1 基本结构与工作原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.5.2 液流电池分类
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.5.3 技术特征
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.5.4 应用与发展前景
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.6 超级电容器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.6.1 基本结构与工作原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.6.2 超级电容器分类
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.6.3 超级电容器的优势与劣势
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.6.4 应用与发展前景
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.7 前沿导读
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 练习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 第10章 燃料储能技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.1 绿氢制取技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.1.1 传统碱性电解槽
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.1.2 离子交换膜电解槽
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.1.3 高温固体氧化物电解池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.1.4 光催化/光电催化制氢
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.1.5 绿氢制取技术展望
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.2 氢燃料电池技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.2.1 质子交换膜燃料电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.2.2 阴离子交换膜燃料电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.2.3 固体氧化物燃料电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.2.4 氢燃料电池技术对比及展望
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.3 碳基燃料储能技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.3.1 二氧化碳加氢技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.3.2 二氧化碳电催化还原技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.3.3 直接甲醇燃料电池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.4 氨燃料储能技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.4.1 电化学合成氨技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.4.2 氨燃料电池技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.5 前沿导读
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 练习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 第11章 热化学储热技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.1 热化学储热
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.1.1 热化学储热原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.1.2 热化学储热材料
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.1.3 热化学储热材料的选取原则
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.2 吸附型热化学储热
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.2.1 吸附型热化学储热原理及特点
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.2.2 典型吸附型热化学储热系统及应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.2.3 吸附型热化学储热的环境影响与可持续性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.2.4 吸附型热化学储热的未来发展方向
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.3 反应型热化学储热
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.3.1 甲烷重整热化学储热体系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.3.2 氨基热化学储热体系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.3.3 金属氢化物热化学储热体系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.3.4 碳酸盐热化学储热体系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.3.5 金属氧化物热化学储热体系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.3.6 氢氧化物热化学储热体系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.3.7 有机物热化学储热体系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.3.8 反应型热化学储热反应器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.3.9 反应型热化学储热的未来发展方向
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.4 热再生电池储能
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.4.1 热再生电池储能基本原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.4.2 热再生电池储能基本类型和研究进展
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.4.3 热再生电池储能发展方向及挑战
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.5 前沿导读
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 练习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 参考文献