第1章 氫1
1.1氫的概述1
1.1.1氫元素1
1.1.2氫的發(fā)展史及其形態(tài)1
1.1.3氫的分布5
1.1.4氫的同位素5
1.1.5氫的性質(zhì)7
1.2作為能量載體的氫10
1.2.1氫能利用的意義12
1.2.2氫能的應用13
1.2.3小結(jié)14

第2章 氫氣的傳統(tǒng)制備方法16
2.1石油制氫16
2.1.1石腦油制氫16
2.1.2重油制氫19
2.1.3石油焦制氫22
2.1.4煉廠干氣制氫24
2.2煤制氫26
2.2.1煤焦化制氫27
2.2.2煤氣化制氫27
2.2.3煤漿電解制氫30
2.2.4煤炭超臨界水氣化制氫34
2.3天然氣制氫35
2.3.1天然氣蒸汽重整制氫36
2.3.2天然氣高溫裂解制氫37
2.3.3天然氣部分氧化重整制氫39
2.3.4天然氣自熱重整制氫41

第3章 氫氣的新型制備方法44
3.1生物質(zhì)制氫44
3.1.1生物質(zhì)44
3.1.2生物質(zhì)氣化制氫44
3.1.3生物質(zhì)熱解制氫47
3.1.4生物質(zhì)超臨界水氣化制氫51
3.1.5生物質(zhì)生物法制氫54
3.1.6生物油重整制氫技術(shù)58
3.2醇類制氫60
3.2.1甲醇裂解制氫61
3.2.2甲醇水蒸氣重整制氫62
3.2.3甲醇部分氧化制氫65
3.2.4甲醇自熱重整制氫67
3.2.5甲醇水相法制氫68
3.2.6乙醇制氫70
3.3電解水制氫71
3.3.1電解水制氫的基本原理71
3.3.2電解水制氫的電解槽72
3.3.3電解水制氫技術(shù)的工藝流程74
3.3.4電解水制氫的特點75
3.3.5電解水制氫的工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展76
3.4其他類制氫方法76
3.4.1太陽能制氫76
3.4.2核能制氫82
3.4.3等離子體制氫86

第4章 氫氣的提純93
4.1氫燃料電池用燃料氫氣標準93
4.1.1燃料氫氣的品質(zhì)標準93
4.1.2常見氫源中的雜質(zhì)95
4.1.3雜質(zhì)氣體對燃料電池性能的危害95
4.2氫氣純化98
4.2.1一氧化碳的除雜102
4.2.2二氧化碳的除雜105
4.2.3硫化氫與二氧化硫的除雜108
4.2.4脫硝處理111
4.2.5氣體的干燥112
4.2.6變壓吸附提純工藝114

第5章 氫氣的儲存及運輸122
5.1儲氫技術(shù)122
5.1.1物理儲氫技術(shù)122
5.1.2化學儲氫技術(shù)125
5.1.3其他儲氫技術(shù)126
5.2儲氫材料127
5.2.1儲氫合金127
5.2.2碳質(zhì)儲氫材料129
5.2.3金屬有機框架材料130
5.2.4其他儲氫材料132
5.2.5儲氫材料的展望134
5.3儲氫容器134
5.3.1高壓儲氫罐134
5.3.2液化氫氣儲罐135
5.3.3金屬氫化物儲氫罐136
5.3.4復合儲氫罐138
5.3.5其他固態(tài)儲氫罐140
5.4氫氣的運輸141
5.4.1車船運輸141
5.4.2管道運輸142
5.5加氫站145
5.5.1加氫站的系統(tǒng)及工作原理145
5.5.2總結(jié)150

第6章 氫燃料電池155
6.1氫燃料電池概述155
6.1.1燃料電池原理155
6.1.2氫燃料電池分類155
6.1.3燃料電池的發(fā)展歷史156
6.2堿性燃料電池157
6.2.1工作原理及結(jié)構(gòu)157
6.2.2關(guān)鍵材料158
6.2.3影響堿性燃料電池性能的因素162
6.2.4堿性燃料電池的優(yōu)缺點163
6.2.5應用領(lǐng)域163
6.2.6發(fā)展狀況163
6.3磷酸燃料電池164
6.3.1工作原理及結(jié)構(gòu)164
6.3.2關(guān)鍵材料165
6.3.3影響磷酸燃料電池性能的因素168
6.3.4磷酸燃料電池優(yōu)缺點169
6.3.5應用領(lǐng)域169
6.3.6發(fā)展狀況170
6.4熔融碳酸鹽燃料電池171
6.4.1工作原理及結(jié)構(gòu)171
6.4.2關(guān)鍵材料172
6.4.3影響熔融碳酸鹽燃料電池性能的因素174
6.4.4熔融碳酸鹽燃料電池的優(yōu)缺點176
6.4.5應用領(lǐng)域176
6.4.6發(fā)展狀況176
6.5固體氧化物燃料電池178
6.5.1結(jié)構(gòu)及工作原理178
6.5.2關(guān)鍵材料179
6.5.3影響固體氧化物燃料電池性能的因素183
6.5.4固體氧化物燃料電池優(yōu)缺點184
6.5.5應用領(lǐng)域184
6.5.6發(fā)展狀況185
6.6直接甲醇燃料電池185
6.6.1工作原理及結(jié)構(gòu)185
6.6.2關(guān)鍵材料186
6.6.3影響直接甲醇燃料電池性能的因素188
6.6.4直接甲醇燃料電池的優(yōu)缺點188
6.6.5應用領(lǐng)域189
6.6.6發(fā)展狀況190
6.7質(zhì)子交換膜燃料電池191
6.7.1結(jié)構(gòu)及工作原理191
6.7.2關(guān)鍵材料192
6.7.3質(zhì)子交換膜燃料電池單電池與電池組198
6.7.4影響質(zhì)子交換膜燃料電池性能的因素199
6.7.5質(zhì)子交換膜燃料電池的優(yōu)缺點200
6.7.6應用領(lǐng)域200
6.7.7發(fā)展狀況201
6.7.8發(fā)展趨勢202

第7章 氫燃料電池汽車207
7.1燃料電池汽車工作原理207
7.2燃料電池汽車重要部件208
7.2.1燃料電池發(fā)動機208
7.2.2動力系統(tǒng)208
7.2.3電動機210
7.2.4電子控制系統(tǒng)212
7.2.5燃料系統(tǒng)212
7.2.6安全系統(tǒng)213
7.3燃料電池汽車的關(guān)鍵技術(shù)215
7.3.1電池技術(shù)215
7.3.2電機技術(shù)216
7.3.3控制器技術(shù)216
7.4氫氣加注站217
7.5氫燃料電池汽車的優(yōu)勢218
7.6氫燃料電池汽車的發(fā)展難點219
7.7產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀220
7.8氫燃料電池汽車的前景222

第8章 氫能產(chǎn)業(yè)前景225
8.1氫能產(chǎn)業(yè)引導225
8.1.1氫能政策推動225
8.1.2氫能技術(shù)標準化233
8.2國際氫能發(fā)展237
8.2.1日本氫能發(fā)展238
8.2.2美國氫能發(fā)展241
8.2.3歐洲氫能發(fā)展242
8.3我國氫能發(fā)展245
8.3.1我國加氫站發(fā)展狀況245
8.3.2我國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況248
8.3.3發(fā)展方向252