新能源與化工概論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• 新能源
• 化工
• 概論
• 能源化工
• 可再生能源
• 化學工程
• 能源技術
• 化工原理
• 綠色化工
• 環境工程

　　能源問題是當今社會發展所麵臨的重要問題，節能減碳已成為當前工業生産企業的重要任務。以物質為載體的能量轉化與轉移過程，很多都以化學化工知識為基礎。

　　當今能源化工技術的特點是多學科交叉、多種新技術應用所形成的全方位的研究體係。本書主要涉及現代能源中的化學與化工問題，從化學與化工學科的視角對現代能源的開發與利用做較全麵的介紹和剖析，探討化學與化工在現代能源中交叉滲透的情況，並針對能源中的化學化工問題作有係統的闡釋。

本書特色

　　可作為化學工程與製程方法、應用化學、輕化工程等本科專業的教材，也可作為相關企業、技術部門工程技術人員的參考書籍。

校訂者簡介

馬振基

　　現任：國立清華大學化工係講座教授

　　學曆：
　　國立成功大學化工學士（1969）
　　美國北卡羅萊納州立大學化工碩士（1975）
　　美國北卡羅萊納州立大學化工博士（1978）

　　經曆：
　　美國孟山都公司（Monsanto Co.）
　　資深工程師（1977~1979）
　　美國洛式公司（Lord Corp.）
　　資深研究員（1979~1980）
　　美國飛利浦石油公司（Phillips Petroleum Co.）
　　高級材料工程師（1980~1984）
　　國科會及國立清華大學化工所客座專傢（1984~1986）
　　經濟部科技顧問室及技術處顧問（1990~1998）
　　國科會工程中心專利研究員（1991~2006）
　　國科會科技權益委員會委員（1995~2006）
　　國立清華大學研發處副研發長（2000~2002）
　　教育部科技顧問室顧問及領域召集人（2001~2006）
　　財團法人自強工業科學基金會執行長（2003~2006）
　　國立清華大學講座教授(2009~迄今)

前　言i

第一章 緒　論 001
1.1 能量與能源 003
1.1.1 能量及其形式 003
1.1.2 能源及其種類 005
1.2 能源與化工 007
1.3 能源化工現狀與前景 010

第二章 能量的相互轉化原理 013
2.1 熱力學基礎 014
2.1.1 能量守恆原理 014
2.1.2 能量轉化的限度 019
2.1.3 能量轉化的推動力 023
2.2 化學能 029
2.2.1 化學能的本質 029
2.2.2 化學能的釋放 034
2.2.3 化學能轉化的限度 038
2.3 熱能嚮化學能的轉化 042
2.3.1 化學熱管 043
2.3.2 化學熱泵 045
2.4 光能嚮化學能的轉化 047
2.4.1 概述 047
2.4.2 光閤作用 051
2.4.3 生物質能 052
2.5 能的變換 056
2.6 有效能 061
2.6.1 有效能的概念及有效能的損耗 061
2.6.2 物理有效能與化學有效能 069
2.6.3 工業製程的有效能分析 078

第三章 太陽能 083
3.1 概述 084
3.2 太陽能熱利用 084
3.2.1 基本原理 085
3.2.2 太陽能熱利用係統 089
3.3 太陽能光電轉換技術 093
3.3.1 晶體矽太陽能電池 095
3.3.2 非晶矽太陽能電池 108
3.3.3 化閤物半導體太陽能電池 121
3.3.4 奈米晶化學太陽能電池 123
3.4 太陽能化學能轉化技術 129
3.4.1 光閤作用 129
3.4.2 光化學作用、光催化水解製氫 133
3.4.3 太陽能、高溫熱化學反應 135

第四章 生物質能源 139
4.1 概述 140
4.1.1 生物質 140
4.1.2 生物質能 140
4.1.3 生物質的組成與結構 141
4.1.4 生物質轉化利用技術 145
4.2 生物質氣化 149
4.2.1 生物質氣化及其特點 149
4.2.2 生物質氣化原理 152
4.2.3 生物質氣化製程方法 154
4.2.4 生物質氣化發電技術 159
4.3 生物質熱解技術 162
4.3.1 生物質熱解及其特點 162
4.3.2 生物質熱解原理 163
4.3.3 生物質熱解製程方法 167
4.3.4 生物質熱解産物及應用 173
4.4 生物質直接液化 176
4.4.1 生物質直接液化及其特點 176
4.4.2 生物質直接液化製程方法 176
4.4.3 生物質直接液化産物及應用 184
4.5 生物燃料乙醇 186
4.5.1 生物燃料乙醇及其特點 186
4.5.2 澱粉質原料製備生物燃料乙醇 187
4.5.3 乙醇發酵製程方法 189
4.5.4 縴維質原料製備生物燃料乙醇 191
4.5.5 生物燃料乙醇的應用 196
4.6 生物柴油 197
4.6.1 生物柴油及其特點 197
4.6.2 化學法轉酯化製備生物柴油 199
4.6.3 生物催化法生産生物柴油 207
4.6.4 超臨界法製備生物柴油 210
4.6.5 生物柴油的應用 212
4.7 沼氣技術 215
4.7.1 沼氣的成分和性質 215
4.7.2 沼氣發酵微生物學原理 216
4.7.3 大中型沼氣工程 220
4.7.4 沼氣發酵的綜閤利用 229

第五章 風　能 235
5.1 風能資源 236
5.1.1 風能資源分佈的一般規律 236
5.1.2 風能資源的特性 238
5.1.3 中國風能資源 240
5.2 風能利用原理 242
5.2.1 風力機簡介 242
5.2.2 風力機工作原理 242
5.3 風力發電 245
5.3.1 關鍵設備及工作原理 246
5.3.2 離網風力發電 253
5.3.3 併網風力發電 254
5.4 風力發電設備中的材料 255
5.4.1 風力發電的葉片材料 255
5.4.2 風電設備的鑄件材料 258
5.4.3 風力發電機塔架的防腐材料 259
5.4.4 風力發電機塔架的質量要求 260

第六章 氫　能 263
6.1 氫的應用 264
6.2 氫的製取 265
6.2.1 天然氣製氫 266
6.2.2 煤製氫 275
6.2.3 水電解製氫 276
6.2.4 生物質製氫 283
6.2.5 太陽能製氫 289
6.2.6 核能製氫 295
6.2.7 等離子體化學法製氫 297
6.3 氫的儲存 305
6.3.1 高壓氣態儲氫 305
6.3.2 冷液化儲氫 305
6.3.3 金屬氫化物儲氫 306
6.3.4 碳質材料儲氫 315
6.3.5 金屬有機結構化閤物儲氫 320
6.3.6 有機液體儲氫 324

第七章 燃料電池 331
7.1 概述 332
7.2 燃料電池的一般原理 335
7.3 質子交換膜燃料電池 336
7.3.1 PEMFC的工作原理與結構 337
7.3.2 PEMFC的質子交換膜 339
7.3.3 PEMFC的催化劑 341
7.4 直接甲醇燃料電池 347
7.4.1 DMFC工作原理和基本結構 348
7.4.2 DMFC的分類 350
7.4.3 DMFC的研究進展及存在問題 352
7.4.4 DMFC陽極催化劑的研究進展 359
7.4.5 DMFC陰極催化劑的研究進展 361
7.4.6 催化劑的主要製備方法 365
7.4.7 DMFC膜電極集閤體（MEA）的研究進展 366
7.4.8 陰極水管理研究 379
7.5 微生物燃料電池 380
7.5.1 微生物燃料電池的定義與分類 381
7.5.2 MFC的特點 386
7.5.3 MFC的研究曆史 387
7.5.4 MFC的現有改進技術 390
7.5.5 MFC的發展趨勢 391
7.5.6 MFC的應用前景 392

第八章 其他新型能源 407
8.1 其他新型能源的概念與分類 408
8.2 地熱能 409
8.2.1 概述 409
8.2.2 地球的內部構造 410
8.2.3 地熱能的來源 411
8.2.4 地熱資源 413
8.2.5 地熱能的利用 424
8.2.6 地熱能利用的限製因素 437
8.2.7 中國地熱能發展現狀和發展趨勢 439
8.3 天然氣水閤物（可燃冰） 441
8.3.1 可燃冰資源及其特點 443
8.3.2 國際上天然氣水閤物的勘探和開發動態 445
8.3.3 中國的相關活動和資源量估計 449
8.3.4 可燃冰的開採技術現狀 450
8.3.5 天然氣水閤物的研究現狀與利用趨勢 451
8.4 核能 453
8.4.1 概述 453
8.4.2 原子核子物理基礎 454
8.4.3 商用核電技術 459
8.4.4 核能的新紀元 464
8.4.5 未來的新型核能 470
8.5 海洋能 476
8.5.1 潮汐能及其開發利用 477
8.5.2 波浪能及其開發利用 479
8.5.3 海流能及其開發利用 480
8.5.4 海洋溫差能及其開發利用 481
8.5.5 海洋鹽度差能及其開發利用 483

评分☆☆☆☆☆

這本《新能源與化工概論》真是讓我眼前一亮，也讓我對這個領域有瞭全新的認識。我一直對那些能改變世界的科技充滿好奇，而新能源和化工無疑是當今最熱門、也最具潛力的兩個交叉領域。從書的封麵設計就透著一股專業和前沿的氣息，精煉的標題更是直接點明瞭其核心主題，讓人迫不及待想翻開閱讀。閱讀過程中，我驚喜地發現，作者並沒有將內容局限於枯燥的技術堆砌，而是巧妙地將宏觀的國傢發展戰略、全球能源轉型的大背景，與微觀的化學原理、具體的新能源技術應用相結閤。比如，在講述太陽能發電的部分，書中不僅深入淺齣地解釋瞭光伏效應的物理基礎，還詳細介紹瞭不同類型太陽能電池的結構、材料選擇以及效率提升的研究進展。更難得的是，作者還穿插瞭許多實際案例，比如全球領先的太陽能電站項目，以及其在解決偏遠地區電力供應、降低碳排放方麵所發揮的關鍵作用。這讓我深刻理解瞭理論知識如何轉化為實際生産力，以及這些技術對社會進步的深遠影響。

评分☆☆☆☆☆

我是一位對社會發展和科技進步都非常關注的讀者，《新能源與化工概論》這本書正好契閤瞭我的興趣點。它不僅僅是一本技術手冊，更是一本關於如何用科技解決現實問題的思考錄。書中對於能源安全、環境保護、以及經濟可持續發展等宏觀議題的探討，都與新能源和化工的發展緊密相連。我尤其喜歡書中關於“循環經濟”在新能源領域的應用分析，作者通過深入淺齣的講解，讓我理解瞭如何通過優化産品設計、提高資源利用效率、以及建立有效的迴收體係，來構建一個更加綠色和可持續的能源産業鏈。例如，在介紹廢舊電池的迴收與再利用時，書中詳細闡述瞭不同迴收方法的化學原理、經濟效益以及環保價值，並探討瞭如何利用迴收材料來製造新的電池，形成一個閉環。這種將技術創新與社會責任相結閤的視角，讓這本書更具價值。

评分☆☆☆☆☆

我購買《新能源與化工概論》這本書，主要是想瞭解當前化工行業在新能源領域的具體應用和發展方嚮。閱讀後，我發現這本書遠超我的預期。它不僅為我梳理瞭新能源的主要類型，如太陽能、風能、水能、地熱能、生物質能、氫能等，還深入剖析瞭這些能源的産生原理、技術現狀、以及未來發展趨勢。更令我驚喜的是，書中對化工在這些新能源技術中的支撐作用進行瞭詳細的解讀。例如，在分析風力發電時，書中不僅討論瞭風力發電機的結構和工作原理，還重點介紹瞭用於製造風力發電機葉片的先進復閤材料，以及這些材料的性能要求和生産工藝。同樣，在介紹電池技術時，書中也詳細闡述瞭不同類型電池（如鋰離子電池、鈉離子電池、固態電池等）的電化學原理、正負極材料、電解質的化學組成和特性，以及這些材料的研發和生産過程。這種將能源技術與材料科學、化學工程緊密結閤的敘述方式，讓我對新能源的理解更加立體和深刻。

评分☆☆☆☆☆

從讀者的角度來看，《新能源與化工概論》這本書最大的亮點在於其係統性和前瞻性。作者並沒有將新能源和化工看作是孤立的學科，而是將它們有機地融閤在一起，形成瞭一個宏大而完整的知識體係。書中對能源轉型的長期戰略進行瞭深入的探討，分析瞭不同國傢在新能源發展路徑上的選擇，以及化工技術如何支持這些路徑的實現。例如，在介紹儲能技術時，書中不僅涵蓋瞭傳統的電池儲能，還詳細講解瞭抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等多種形式，並分析瞭各自的適用場景和技術瓶頸。更重要的是，作者還對未來的能源格局進行瞭大膽的預測，提齣瞭對新型能源載體、智能電網、以及循環經濟等概念的深刻見解。這讓我感覺，閱讀這本書不僅僅是在學習知識，更是在洞察未來，為迎接能源革命做好準備。

评分☆☆☆☆☆

我一直對可持續發展和綠色化學有著濃厚的興趣，而《新能源與化工概論》這本書恰好滿足瞭我的求知欲。它不僅僅是關於“新能源”，更是深入探討瞭“化工”在新能源發展中所扮演的關鍵角色。書中對於新型催化劑的研究、高分子材料在電池隔膜和太陽能電池組件中的應用、以及碳捕獲與利用（CCUS）技術的化學原理，都進行瞭詳盡而精彩的闡述。我尤其對書中關於“綠色化工”的章節印象深刻，作者通過列舉一係列實際的工業案例，生動地展示瞭如何通過優化工藝、使用可再生原料、減少有毒有害物質排放等方式，實現化工産業的綠色轉型。例如，在介紹生物基化學品時，書中不僅說明瞭其來源，還詳細分析瞭其在塑料、溶劑、醫藥等領域的應用前景，以及其相對於傳統石化産品的環保優勢。這本書讓我看到，化工産業並非總是與汙染掛鈎，而是可以通過科技創新，成為實現可持續發展的強大驅動力。

评分☆☆☆☆☆

我原本以為《新能源與化工概論》會是一本比較技術嚮的書籍，可能會充斥著各種復雜的公式和晦澀的專業術語，但事實證明我的擔心是多餘的。這本書的敘述方式非常流暢，而且邏輯清晰，即使我不是化工領域的專業人士，也能很輕鬆地跟上作者的思路。例如，在討論生物質能時，書中沒有直接拋齣復雜的生物化學反應方程式，而是先從生物質的來源、種類，以及其作為一種可再生能源的優勢開始介紹。然後，循序漸進地講解瞭生物質轉化為能源的幾種主要途徑，如熱化學轉化（燃燒、氣化、液化）和生物化學轉化（發酵、厭氧消化）。對於每種轉化方式，書中都配有生動形象的圖示和模型，清晰地展示瞭其反應過程和産物。最讓我印象深刻的是，書中還探討瞭生物質能利用過程中可能遇到的挑戰，比如土地利用的競爭、可持續性問題以及成本效益等，並提齣瞭相應的解決方案和未來的發展方嚮。這種既有廣度又有深度的解讀，讓我能夠全麵而深入地理解生物質能在能源結構中的地位和潛力。

评分☆☆☆☆☆

《新能源與化工概論》這本書給我帶來的閱讀體驗可以用“茅塞頓開”來形容。我之前對新能源的認知比較碎片化，而這本書則像一位經驗豐富的嚮導，為我勾勒齣瞭一個清晰而完整的能源藍圖。書中對各種新能源技術，從最基礎的原理到最前沿的應用，都進行瞭深入淺齣的介紹。例如，在講解地熱能時，書中不僅解釋瞭地球內部的熱量來源，還詳細介紹瞭不同類型的地熱發電技術（如乾蒸汽、閃蒸、雙循環係統），以及其在全球範圍內的應用案例。更令我印象深刻的是，書中還探討瞭地熱能開發可能麵臨的挑戰，如資源評估、環境影響以及經濟可行性等，並提齣瞭相應的對策。此外，書中對化工在能源領域的貢獻也進行瞭詳細的梳理，讓我明白瞭許多看似“高大上”的新能源技術背後，都離不開精密的化工工藝和先進的材料支撐。

评分☆☆☆☆☆

對於《新能源與化工概論》這本書，我最大的感受就是它非常“接地氣”。作者在寫作過程中，似乎始終將讀者的視角放在首位，努力用最直觀、最易懂的方式來呈現復雜的概念。比如說，在介紹氫能作為一種清潔能源時，書中沒有一開始就陷入到電解水製氫、天然氣重整製氫的技術細節裏，而是先從“為什麼我們需要氫能”這個問題入手，深入分析瞭當前化石能源麵臨的危機，以及發展新能源的緊迫性。然後，纔引齣氫能的獨特優勢——零排放、高能量密度等。接著，再詳細闡述瞭不同製氫技術的原理、優缺點、經濟性和環境影響，並結閤當前全球在氫能儲運、基礎設施建設方麵的最新進展進行分析。我尤其喜歡書中關於氫燃料電池汽車的案例分析，它不僅僅是簡單地描述瞭技術原理，更是通過對不同車型的性能對比、加氫站的布局規劃、以及其在實際使用中的體驗，讓我仿佛親身經曆瞭一場綠色齣行革命。這種將理論與實踐緊密結閤的寫作方式，讓這本書讀起來既有啓發性，又充滿現實意義。

评分☆☆☆☆☆

這本書《新能源與化工概論》的吸引力在於其內容的全麵性和前瞻性，遠遠超越瞭我對一本“概論”類書籍的期待。作者並沒有止步於對現有技術的介紹，而是著眼於未來，對能源領域可能齣現的顛覆性變革進行瞭深入的分析和預測。書中關於“能源互聯網”、“智能電網”以及“能源存儲與分配的智能化”等章節，讓我看到瞭科技如何重塑我們未來的生活方式。例如，在介紹能源互聯網時，書中詳細闡述瞭其核心理念、技術架構，以及其在提高能源利用效率、優化能源配置、促進可再生能源消納等方麵的巨大潛力。我特彆欣賞書中對“分布式能源”和“微電網”的探討，這讓我看到瞭未來能源生産和消費模式的可能轉變。同時，作者也並沒有迴避技術發展中的挑戰，例如信息安全、標準統一等問題，並對這些挑戰提齣瞭自己的見解。這本書無疑為我打開瞭一扇通往未來能源世界的大門。

评分☆☆☆☆☆

《新能源與化工概論》這本書給我帶來的最大啓發，是讓我看到瞭科技的無限可能。書中對於一些前沿的新能源技術，如核聚變、碳捕獲與利用（CCUS）以及人工智能在能源管理中的應用，都進行瞭非常有深度和廣度的探討。我原本以為這些離我們還很遙遠，但通過書中詳細的原理介紹、技術路綫圖以及相關的研究進展，我發現這些技術正在以前所未有的速度發展，並且已經開始對我們的生活産生影響。例如，在介紹CCUS技術時，書中不僅解釋瞭其化學反應機理，還列舉瞭多個正在實施的工業化項目，以及其在減緩氣候變化方麵的潛在作用。這本書讓我認識到，未來的能源格局將是多元化的、智能化的，而化工技術將在其中扮演至關重要的角色，為能源的可持續發展提供強大的技術支撐。