本教材在簡(jiǎn)述能源及納米科學(xué)的基礎(chǔ)上，全面系統(tǒng)地介紹了電介質(zhì)儲(chǔ)能材料與器件、電化學(xué)儲(chǔ)能材料與器件、太陽(yáng)能儲(chǔ)能材料與器件、氫能儲(chǔ)能材料與器件、其他新能源儲(chǔ)能材料、納米材料與納米技術(shù)、納米材料的制備與表征技術(shù)、納米材料與納米技術(shù)的應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；具體結(jié)合理論教學(xué)知識(shí)-研究性學(xué)習(xí)探索-實(shí)驗(yàn)教學(xué)三維一體的學(xué)習(xí)內(nèi)容，闡明各種儲(chǔ)能材料的性能特點(diǎn)、合成工藝及技術(shù)應(yīng)用。教材涉及儲(chǔ)能技術(shù)在日常生活、建筑節(jié)能和新能源技術(shù)開(kāi)發(fā)及交通等領(lǐng)域的主要研究與應(yīng)用，與生產(chǎn)生活聯(lián)系較為緊密，實(shí)驗(yàn)操作性強(qiáng)，并且緊跟前沿科學(xué)研究，能幫助讀者銜接基礎(chǔ)知識(shí)與前沿科研成果，鞏固對(duì)各項(xiàng)儲(chǔ)能技術(shù)和儲(chǔ)能材料的掌握，具備一定的材料創(chuàng)新設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)能力。
第1章能源及納米科學(xué)001
1.1能源001
1.1.1能源分類001
1.1.2能源基礎(chǔ)006
1.1.3能量?jī)?chǔ)存技術(shù)009
1.2納米科技012
1.2.1納米科技概述012
1.2.2納米科技發(fā)展與展望016
習(xí)題019
第2章電介質(zhì)儲(chǔ)能材料與器件020
2.1電介質(zhì)物理基礎(chǔ)020
2.1.1原子結(jié)構(gòu)020
2.1.2化學(xué)鍵020
2.1.3能帶理論021
2.2電介質(zhì)極化024
2.2.1電介質(zhì)分類024
2.2.2電介質(zhì)極化原理025
2.2.3電介質(zhì)電容特性033
2.2.4極化率034
2.2.5有效電場(chǎng)及介電常數(shù)034
2.3電介質(zhì)損耗036
2.4電介質(zhì)的電導(dǎo)040
2.4.1電導(dǎo)機(jī)理041
2.4.2氣體電介質(zhì)電導(dǎo)041
2.4.3液體電介質(zhì)電導(dǎo)042
2.4.4固體電介質(zhì)電導(dǎo)042
2.5電介質(zhì)的擊穿046
2.5.1概述046
2.5.2擊穿過(guò)程050
2.5.3擊穿分類056
2.6電介質(zhì)儲(chǔ)能材料056
2.6.1概述056
2.6.2陶瓷電介質(zhì)材料058
2.6.3全有機(jī)電介質(zhì)材料059
2.6.4導(dǎo)電顆粒/聚合物復(fù)合電介質(zhì)材料062
2.6.5陶瓷顆粒/聚合物復(fù)合電介質(zhì)材料063
2.6.6不同維度顆粒/聚合物復(fù)合電介質(zhì)材料066
2.6.7核殼填料/聚合物復(fù)合電介質(zhì)材料067
2.6.8多層結(jié)構(gòu)復(fù)合電介質(zhì)材料071
2.7電介質(zhì)儲(chǔ)能器件073
2.7.1概述073
2.7.2電容器及工作原理075
2.7.3器件與設(shè)備運(yùn)行076
2.7.4電介質(zhì)儲(chǔ)能器件展望077
習(xí)題079
第3章電化學(xué)儲(chǔ)能材料與器件080
3.1儲(chǔ)能電池概述080
3.1.1原電池081
3.1.2電解池083
3.2鋰離子電池083
3.3二氧化鈦晶體結(jié)構(gòu)表征概述094
3.3.1銳鈦礦相二氧化鈦095
3.3.2金紅石相二氧化鈦095
3.3.3板鈦礦相二氧化鈦096
3.3.4青銅礦相二氧化鈦096
3.4離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)性能分析096
3.4.1恒流間歇滴定法096
3.4.2恒壓間歇滴定法097
3.4.3循環(huán)伏安法098
3.4.4電化學(xué)阻抗譜法098
3.5電化學(xué)超級(jí)電容器098
3.5.1超級(jí)電容器概述098
3.5.2超級(jí)電容器的特點(diǎn)099
3.5.3超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)100
3.5.4超級(jí)電容器工作原理100
3.5.5超級(jí)電容器的發(fā)展與應(yīng)用102
3.6固態(tài)電池103
3.6.1概述103
3.6.2固態(tài)電池的結(jié)構(gòu)104
3.6.3固態(tài)電池工作原理104
3.6.4固態(tài)電池電解質(zhì)105
3.6.5固態(tài)電池正極材料106
3.6.6固態(tài)電池負(fù)極材料106
習(xí)題106
第4章太陽(yáng)能儲(chǔ)能材料與器件108
4.1太陽(yáng)能儲(chǔ)能基礎(chǔ)108
4.1.1概述108
4.1.2光電轉(zhuǎn)換原理113
4.1.3太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)119
4.1.4太陽(yáng)能電池組件的封裝129
4.1.5太陽(yáng)能電池的主要技術(shù)參數(shù)132
4.1.6影響電池效率的一些因素134
4.2太陽(yáng)能電池材料135
4.2.1硅太陽(yáng)能電池135
4.2.2化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池141
4.2.3染料敏化太陽(yáng)能電池144
4.2.4有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池144
4.2.5鈣鈦礦太陽(yáng)能電池145
4.3太陽(yáng)能能量轉(zhuǎn)換技術(shù)及應(yīng)用150
4.3.1太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)150
4.3.2太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)159
4.3.3光伏系統(tǒng)及應(yīng)用161
4.3.4太陽(yáng)能熱電站的發(fā)展162
4.3.5太陽(yáng)能發(fā)電站的發(fā)展163
習(xí)題163
第5章氫能儲(chǔ)能材料與器件164
5.1氫能源制備164
5.1.1化石燃料制氫164
5.1.2生物及生物質(zhì)制氫165
5.1.3太陽(yáng)能光解水制氫169
5.1.4電解水制氫171
5.2氫能源儲(chǔ)存技術(shù)174
5.2.1氣態(tài)儲(chǔ)氫174
5.2.2液態(tài)儲(chǔ)氫175
5.2.3固態(tài)儲(chǔ)氫材料176
5.3儲(chǔ)氫材料與制備方法177
5.3.1碳基多孔材料177
5.3.2金屬有機(jī)物多孔材料179
5.3.3金屬氫化物儲(chǔ)氫材料181
5.3.4配位氫化物儲(chǔ)氫材料183
5.4氫能的應(yīng)用183
5.4.1燃料電池183
5.4.2氫冶金191
習(xí)題192
第6章其他能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)技術(shù)194
6.1生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)194
6.1.1概述194
6.1.2生物質(zhì)能分類196
6.1.3生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)換技術(shù)197
6.1.4生物質(zhì)能的應(yīng)用201
6.2風(fēng)能轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)技術(shù)201
6.2.1概述201
6.2.2風(fēng)能利用技術(shù)202
6.2.3風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)205
6.2.4風(fēng)能的應(yīng)用與發(fā)展208
6.3海洋能轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)技術(shù)212
6.3.1概述212
6.3.2潮汐能發(fā)電技術(shù)214
6.3.3波浪能發(fā)電技術(shù)215
6.3.4溫差能發(fā)電技術(shù)217
6.3.5鹽差能發(fā)電技術(shù)218
6.4核能轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)技術(shù)220
6.4.1概述220
6.4.2核能發(fā)電技術(shù)226
6.4.3核能的應(yīng)用及發(fā)展233
6.5地?zé)崮苻D(zhuǎn)換與存儲(chǔ)技術(shù)238
6.5.1概述238
6.5.2地?zé)岚l(fā)電技術(shù)240
6.5.3地?zé)崮艿膽?yīng)用247
習(xí)題248
第7章納米材料與納米技術(shù)250
7.1納米材料250
7.1.1納米材料定義250
7.1.2納米材料分類251
7.1.3納米結(jié)構(gòu)253
7.2納米材料基本理論254
7.2.1電子能級(jí)不連續(xù)性和表面效應(yīng)254
7.2.2量子尺寸效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)256
7.2.3宏觀量子隧道效應(yīng)257
7.2.4庫(kù)侖堵塞與量子隧穿258
7.2.5介電限域效應(yīng)258
7.3納米材料理化特性259
7.3.1特殊的力學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)性質(zhì)259
7.3.2表面活性與敏感特性264
7.3.3光催化性能264
7.4納米技術(shù)265
7.4.1國(guó)內(nèi)外納米技術(shù)的發(fā)展265
7.4.2納米技術(shù)的應(yīng)用269
習(xí)題271
第8章納米材料的制備與表征技術(shù)273
8.1納米材料的制備273
8.1.1納米材料制備簡(jiǎn)介273
8.1.2納米粉末的制備274
8.1.3納米薄膜的制備294
8.1.4納米塊體材料的制備及性能297
8.1.5納米結(jié)構(gòu)構(gòu)筑297
8.2納米材料表征技術(shù)300
8.2.1納米檢測(cè)技術(shù)300
8.2.2納米表征方法308
習(xí)題317
第9章納米材料的應(yīng)用與納米器件319
9.1納米材料的應(yīng)用319
9.1.1幾種碳納米材料319
9.1.2幾種常見(jiàn)的光觸媒329
9.1.3納米材料的應(yīng)用實(shí)例330
9.2納米器件333
9.2.1固態(tài)納米電子器件333
9.2.2分子電子器件345
9.2.3納米光電器件352
9.2.4納米磁性器件359
9.2.5關(guān)于納米器件方面的職業(yè)生涯規(guī)劃364
習(xí)題368
第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)370
10.1實(shí)驗(yàn)一鋰離子電池納米電極材料制備、材料表征及制作370
10.2實(shí)驗(yàn)二薄膜電容器聚合物電介質(zhì)材料的制備及表征372
10.3實(shí)驗(yàn)三PVDF淬火介質(zhì)材料測(cè)試訓(xùn)練374
10.4實(shí)驗(yàn)四新型儲(chǔ)能器件設(shè)計(jì)訓(xùn)練375
附錄各儲(chǔ)能技術(shù)示意圖377
參考文獻(xiàn)381
書(shū)單推薦
