可再生能源催化转化及储存

定　　价：69 元

丛书名：储能科学与工程专业“十四五”高等教育系列教材

• 作者：李孔斋
• 出版时间：2025/6/1
• ISBN：9787030808233
• 出 版 社：科学出版社

适用读者:本书可作为高等院校新能源科学与工程、储能科学与工程、能源与动力工程专业及交叉学科相关专业的教材，新能源储能等相关领域管理人员、技术人员

• 中图法分类：TK01 
• 页码：203
• 版次：1
• 开本：16
• 字数：321(单位：千字)

内容简介

本书系统全面地介绍了可再生能源催化转化及储存的基础知识、基本工艺和应用实例。全书分6章：首先介绍可再生能源基本概念及分类；其次重点介绍光催化储能与利用技术、电催化储能与利用技术、热催化加氢储能与利用技术、太阳能热化学储能与利用技术，主要包括各种可再生能源储能与利用技术的发展现状、工作原理、技术特征、未来方向、应用情况等；最后介绍多能互补储能系统。

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作者介绍

2005年获郑州大学材料科学与工程专业工学学士学位，2008年3月获昆明理工大学有色金属冶金专业工学硕士学位，2012年12月获昆明理工大学（与日本名古屋工业大学联合培养）物理化学专业工学博士学位2011至2012年由日方资助在日本名古屋工业大学进行博士论文课题研究。2017至2018年哥伦比亚大学访问学者。2008年，在昆明理工大学工作。中国能源学会专家委员会委员、中国有色金属学会节能减排专业委员会委员、Energy and Environment Focus和International Journal of Coal Science & Technology编委、Chinese Chemical Letters青年编委、国家重大研发计划会评和函评专家、国家自然科学基金函评专家、中国博士后基金函评专家和Nature Communications、JACS等 43个SCI期刊的评审专家。

目 录

目录
第1章 绪论 1
1.1 可再生能源概述 1
1.1.1 可再生能源分类 1
1.1.2 可再生能源发展现状 2
1.2 催化转化及储存 4
1.2.1 光催化储能简介 4
1.2.2 电催化储能简介 7
1.2.3 热催化储能简介 12
1.2.4 多元协同储能简介 15
1.3 可再生能源催化转化与储存研究进展 18
1.3.1 可再生能源催化转化与储存的主要内容及研究方法 18
1.3.2 可再生能源催化转化与储存的进展和发展趋势 20
本章小结 22
习题 23
第2章 光催化储能 24
2.1 光合作用概述 24
2.1.1 光合作用与生物圈 24
2.1.2 光合作用的基本过程 25
2.2 光催化储能概述 27
2.2.1 光催化剂的基本概念 27
2.2.2 半导体光催化的热力学基础 27
2.2.3 半导体光催化的动力学基础 29
2.3 太阳能光催化产氢 31
2.3.1 直接光解水制氢 32
2.3.2 间接光解水制氢 34
2.3.3 光生物法制氢 35
2.4 太阳能光催化产过氧化氢 36
2.4.1 光催化水氧化产过氧化氢 37
2.4.2 光催化有机物氧化产过氧化氢 38
2.5 太阳能光催化产C1 和多碳产品 39
2.5.1 光催化二氧化碳还原 39
2.5.2 光催化二氧化碳加氢 41
2.5.3 其他方式 42
2.6 太阳能光催化合成氨 44
2.7 太阳能光催化转换有机物 47
2.7.1 光催化羰基化反应制有机物 48
2.7.2 光催化羧化反应制有机物 50
2.7.3 光催化偶联反应制有机物 51
2.8 太阳能光转化制其他高附加值产品 52
2.8.1 木质纤维素转化 53
2.8.2 碳水化合物转化 53
2.8.3 5-羟甲基糠醛转化 54
2.8.4 聚合物转化高附加值产品 55
本章小结 55
习题 55
第3章 电催化储能 57
3.1 电催化储能概述 57
3.2 电催化全解水制绿氢一体化储能系统 58
3.2.1 电催化全解水制绿氢的基本原理 59
3.2.2 电催化全解水制绿氢一体化储能系统概述 64
3.2.3 电催化全解水制绿氢一体化储能系统的发展前景 72
3.3 电催化二氧化碳还原制C1 和高价值的多碳产物(C2+) 74
3.3.1 电催化二氧化碳还原储能系统的基本原理 74
3.3.2 电催化二氧化碳还原储能系统的发展历程 76
3.3.3 电催化二氧化碳还原储能系统的发展前景 81
3.4 电催化氮还原合成氨 82
3.4.1 电催化氮还原合成氨储能系统的基本原理 82
3.4.2 电催化氮还原合成氨储能系统概述 85
3.4.3 电催化氮还原合成氨储能系统的发展前景 90
3.5 电催化尿素降解和直接尿素燃料电池 91
3.5.1 电催化尿素降解和直接尿素燃料电池的基本原理 91
3.5.2 电催化尿素降解和直接尿素燃料电池概述 93
3.5.3 电催化尿素降解和直接尿素燃料电池的发展前景 100
本章小结 100
习题 101
第4章 热催化加氢储能 102
4.1 热催化加氢储能概述 102
4.1.1 热催化加氢储能技术的基本概念 102
4.1.2 热催化加氢储能技术的反应过程原理 103
4.1.3 热催化加氢储能的主要方式 103
4.1.4 热催化加氢储能技术的关键要素 104
4.1.5 热催化加氢储能技术的技术优势 104
4.1.6 热催化加氢储能技术的应用与展望 105
4.2 二氧化碳加氢储能 106
4.2.1 二氧化碳加氢储能技术的发展历史 106
4.2.2 二氧化碳加氢储能技术的基本原理 106
4.2.3 二氧化碳加氢储能技术的分类 108
4.2.4 二氧化碳加氢储能技术的应用与展望 113
4.3 烃类加氢储能 114
4.3.1 烃类加氢储能技术的发展历史 114
4.3.2 烃类加氢储能技术的基本概念 114
4.3.3 烃类加氢储能技术的基本原理 114
4.3.4 烃类加氢储能技术的分类 115
4.3.5 烃类加氢储能技术的应用与展望 121
4.4 氮加氢合成氨储能 121
4.4.1 合成氨催化反应的基本原理 122
4.4.2 氮化物加氢合成氨储能技术 122
4.4.3 氮化物电催化加氢合成氨储能技术 125
4.4.4 氮化物加氢合成氨储能技术的应用与展望 128
4.5 液态有机物加氢储能 128
4.5.1 液态有机物加氢储能技术的发展历史 129
4.5.2 液态有机物加氢储能技术的基本概念 130
4.5.3 液态有机物加氢储能技术的分类 131
4.5.4 液态有机物加氢储能技术的应用与展望 135
本章小结 135
习题 136
第5章 太阳能热化学储能 137
5.1 太阳能热化学储能技术原理 137
5.1.1 概述 137
5.1.2 聚光集热原理及指标 138
5.1.3 太阳能热化学转化原理及指标 140
5.2 太阳能驱动H2O/CO2 分解 143
5.2.1 太阳能驱动H2O/CO2 分解的发展历史 143
5.2.2 太阳能驱动H2O/CO2 分解的基本原理 143
5.2.3 载氧体材料合成 147
5.2.4 太阳能驱动H2O/CO2 分解的反应器 148
5.2.5 太阳能驱动H2O/CO2 分解储能的发展前景 151
5.3 太阳能驱动含碳物料热解/气化 151
5.3.1 太阳能驱动含碳物料热解/气化的发展历史 151
5.3.2 太阳能驱动含碳物料热解/气化的基本原理 151
5.3.3 太阳能驱动含碳物料热解/气化的反应器 154
viii 可再生能源催化转化及储存
5.3.4 太阳能驱动含碳物料热解/气化的发展前景 157
5.4 太阳能驱动甲烷裂解/重整 158
5.4.1 太阳能驱动甲烷裂解/重整的发展历史 158
5.4.2 太阳能驱动甲烷裂解/重整的基本原理 158
5.4.3 太阳能驱动甲烷裂解/重整的相关催化剂 161
5.4.4 太阳能驱动甲烷裂解/重整的反应器 162
5.4.5 太阳能驱动甲烷裂解/重整的发展前景 165
5.5 太阳能驱动材料加工及化学品生产 166
5.5.1 太阳能驱动材料加工及化学品生产的发展历史 166
5.5.2 太阳能驱动材料加工及化学品生产的原理 166
5.5.3 太阳能驱动CaCO3 煅烧的反应器 169
5.5.4 太阳能驱动金属提炼 170
5.5.5 太阳能驱动碳化物、氮化物和纳米材料的生产 173
5.5.6 太阳能驱动材料加工及化学品生产的发展前景 174
本章小结 174
习题 175
第6章 多能互补储能系统 176
6.1 多能互补储能的必要性 176
6.2 多能互补储能系统的技术原理 176
6.2.1 多能互补储能系统的技术组成 177
6.2.2 多能互补储能系统的应用场景 181
6.2.3 多能互补储能系统的发展前景 181
6.3 多能互补储能系统的分类 182
6.3.1 光/电协同催化转化储能 182
6.3.2 光/热协同催化转化储能 187
6.3.3 电/热协同催化转化储能 193
本章小结 199
习题 199
参考文献 200