新能源关键材料 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书适合大学、科大之能源与冷冻系、应化材系及材料系等科系之「新能源材料」课程使用。

　　本书就当前的新能源研究趋势和技术发展，精选氢能与储氢材料、二次电池材料、燃料电池材料及太阳电池材料等四大应用领域，由北科大王钖福副校长登高一唿，力邀国内中央大学、台北科技大学、联合大学及工研院太阳光电科技中心四位教授，集合了四位材料科学博士所学专长，投入无数心力与时间，精心雕琢下完成的一本心血力作。

　　本书以严谨之学理基础，同时佐以浅显易懂之图表与工业实例，每章之末并编列习作。撰写时参考大量最新国内外相关文献资料，并于每章之末註明其出处，其目的即是希望，使其能成为国内外从事能源材料研究的学者专家，先进同业和研究生们，能够人手一册作为必备的参考工具。

图书简介：《新材料的未来：探索与应用前沿》 主题聚焦： 本书将带您深入探寻现代材料科学领域中，那些正以前所未有的速度塑造我们未来世界的关键性突破。我们将超越对单一材料种类的介绍，着重于材料的功能化、智能化以及在极端条件下的高性能表现，从而构建一个跨越多个高科技应用场景的宏大图景。 --- 第一部分：基础革新——材料设计理念的范式转移 第一章：从原子到系统：跨尺度材料设计的新范式 本章聚焦于当前材料科学研究的核心方法论转变。我们不再仅仅依赖于对现有材料的改进，而是转向从头设计（Ab Initio Design）。读者将了解到如何利用计算模拟，特别是密度泛函理论（DFT）和分子动力学（MD），在原子和分子层面精确预测新材料的性质，从而极大缩短研发周期。我们将详细阐述高通量计算筛选如何加速新晶体结构、合金相和聚合物链的发现过程。 第二章：超构材料与人工晶格：突破自然界限制 超构材料（Metamaterials）代表了人类对物质电磁、声学和力学响应的终极控制。本章将深入剖析其反常介电常数和负渗透率的物理机制。我们会探讨如何通过精密的结构设计（而非化学成分）来赋予材料前所未有的特性，例如隐身披覆、完美吸声体和超分辨成像透镜。同时，我们将比较天然晶体与人工周期性结构在能带结构调控上的优势与挑战。 第三章：智能响应材料：环境感知的互动介质 “智能”已成为衡量先进材料的重要标准。本章详细阐述了能够感知并对外部刺激（如温度、光照、电场、化学环境）做出可逆响应的材料系统。重点介绍形状记忆聚合物（SMPs）、压电/焦电材料、以及电活性聚合物（EAPs）在软体机器人、自修复结构和可穿戴设备中的前沿应用。我们将讨论如何通过动态共价键合实现材料的自修复和可回收性。 --- 第二部分：功能集成——面向前沿技术的系统级材料解决方案 第四章：高能密度存储体系：超越传统化学限制 本部分将聚焦于下一代能源存储技术对材料提出的严苛要求。我们将分析固态电解质在提升电池安全性和能量密度方面的潜力，对比不同固态离子导体（如硫化物、氧化物和聚合物）的界面稳定性与离子电导率。此外，我们将探讨高熵合金在作为下一代电极材料时，如何通过其多组分特性抵抗晶格畸变和相分离，从而提高循环寿命。 第五章：极端环境下的结构完整性：耐高温与抗辐射材料 航空航天、核能与尖端制造对材料的耐受性提出了前所未有的挑战。本章着重研究陶瓷基复合材料（CMCs）和高温金属间化合物（如Ni3Al基合金）的微观结构演变及其断裂韧性机制。我们将深入分析辐照损伤的机理，探讨如何通过引入纳米沉淀物或设计位错陷阱来有效抑制辐射引起的晶格损伤和脆化效应。 第六章：生物电子学与植入界面：软硬交界处的工程学 随着生物医学技术的发展，实现电子设备与生命系统的无缝连接至关重要。本章探讨用于神经接口、生物传感器的柔性电子材料。内容包括可生物降解的聚合物（如PLGA）、导电水凝胶的制备技术，以及如何设计具有仿生润滑界面的涂层，以减轻植入物与活体组织之间的免疫排斥和机械磨损。 --- 第三部分：制造革命——从实验室到工业规模的转化 第七章：增材制造（3D打印）对材料结构和性能的重塑 增材制造不仅仅是一种制造方法，它本身也在驱动材料科学的进步。本章探讨如何为选择性激光熔化（SLM）和电子束熔融（EBM）等技术定制特定的粉末材料（如钛合金、高温镍基超合金）。重点分析各向异性在增材制造部件中的形成，以及通过后处理热循环如何精确调控晶粒生长和残余应力，以优化最终部件的机械性能。 第八章：界面工程与异质结：功能集成的新途径 现代高性能器件往往依赖于不同材料间的精确界面。本章深入研究原子层沉积（ALD）和分子束外延（MBE）等受控沉积技术，它们允许我们构建原子级精确的薄膜结构。我们将详细分析界面缺陷对电荷传输、光电转换效率的影响，并展示如何通过界面工程来钝化表面陷阱或构建能级匹配的异质结，以最大化器件性能。 第九章：可持续性与循环经济中的材料创新 展望未来，材料的生命周期管理与环境影响日益重要。本章探讨如何将绿色化学原则应用于材料合成，例如使用溶剂替代品、降低反应温度。同时，我们将分析催化剂的再生技术、高分子材料的化学回收（解聚）路径，以及开发易于分离和再利用的模块化材料系统，以构建闭环的材料经济体系。 --- 结语：材料科学驱动的未来蓝图 本书的最终目标是为读者描绘一幅清晰的图景：材料科学不再是孤立的学科，而是所有尖端工程和技术突破的基石。从量子计算的超导材料到深空探测的轻质结构，新材料的每一次进步，都意味着人类文明边界的一次拓展。本书内容旨在启发跨学科的研究者和工程师，理解如何驾驭物质的潜能，去构建一个更高效、更安全、更智能的未来世界。

第一章 绪言
第二章 储氢合金与镍氢电池
第三章 锂离子电池
第四章 奈米碳材与氢能应用
第五章 再生能源用储电电池
第六章 燃料电池
第七章 质子交换膜燃料电池
第八章 熔融碳酸盐燃料电池材料
第九章 固态氧化物燃料电池材料
第十章 太阳电池材料硅基太阳电池
第十一章 太阳电池材料 – 化合物半导体太阳电池
第十二章 太阳电池材料 – 有机薄膜太阳电池

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这本书让我对“基础科学”的重要性有了更深的体会。在我看来，《新能源关键材料》不仅仅是一本关于材料的书，它更像是在描绘一个未来能源世界的基石。作者对电池正负极材料的深入剖析，包括各种金属氧化物、磷酸盐以及硅基负极材料的性能比较，让我对电动汽车的续航里程和充电速度有了更清晰的认识。我还在琢磨，为什么不同的材料组合会产生如此大的性能差异，以及科学家们是如何通过调整材料的微观结构来优化其电化学性能的。书中还提及了固态电解质的研究进展，这让我对下一代电池的安全性和能量密度有了更多的期待。我需要反复阅读，才能真正理解这些材料背后复杂的物理化学原理。

评分☆☆☆☆☆

《新能源关键材料》这本书，我才刚翻了没多久，就觉得有点吃力，可能是因为我对化学和材料学的专业知识掌握得还不够扎实吧。书中一开始的那些关于锂、钴、镍这些元素的化学结构和物理性质的讲解，就让我脑壳有点打结。尤其是一些复杂的晶体结构图，还有那些密密麻麻的方程式，真的需要非常专注才能理解。我承认，我通常阅读的题材比较广泛，但偏向历史、文学或者一些比较生活化的科普，所以突然要面对这么硬核的科学内容，确实需要一些适应期。不过，我也没打算放弃，毕竟这个主题现在实在太重要了。我们台湾在这方面也投入了很多，从电动车到储能系统，都离不开这些关键材料。我希望能通过这本书，至少对这些材料有更基础的认识，了解它们为什么被称为“关键”，以及它们在整个新能源产业链中的地位。这本书的优点在于它足够深入，对于有一定基础的读者来说，绝对是宝贵的参考资料。我猜想，如果是在大学的材料科学课堂上，这肯定是一本必读的教材。我还在努力消化第一章，希望能慢慢跟上作者的思路。

评分☆☆☆☆☆

《新能源关键材料》这本书，让我开始重新审视我们所处的时代。作者在书中关于稀土元素在永磁材料中的应用，以及这些材料在风力发电机和电动汽车电机中的重要性，让我感触良多。我还在努力理解，为什么某些元素拥有如此独特的磁性，以及它们的开采和提炼过程为何如此复杂。书中也提到了替代材料的研发，这让我看到了科技创新的力量，同时也让我意识到，对单一资源的过度依赖可能带来的风险。我原本以为，这些“硬核”的材料科学知识离我很远，但读了这本书，才发现它们与我们的生活息息相关。我还在尝试去领会，作者是如何将如此庞杂的科学信息，用相对易懂的方式呈现出来的，虽然对我来说，仍然需要付出不少努力。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的，是一种对“看不见的”重要性的深刻认识。我们日常生活中接触到的电动汽车、太阳能板、风力发电机，背后都隐藏着许许多多我们不曾注意的材料。我注意到书中花了相当篇幅介绍钴和镍在锂离子电池中的作用，以及它们开采过程中面临的环境和社会伦理问题。这让我开始思考，我们享受科技进步带来的便利，是否也应该承担起对这些背后产业链的关注？书中的一些描述，比如矿场的照片和对当地社区影响的分析，都让我感到一丝沉重。我原本以为，新能源的推广只是一个技术和政策的问题，但读了这本书，才发现它牵涉到如此复杂的世界。作者试图在技术细节和宏观叙事之间找到平衡，但对于我来说，理解那些复杂的材料科学原理，确实需要付出更多的努力。我还在努力理解，如何在追求绿色能源的同时，尽量减少对地球和人类社会带来的负面影响。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排，我觉得对我这样的普通读者来说，是有些挑战性的。虽然书名是《新能源关键材料》，但它更像是一个庞大知识体系的缩影。我发现自己不太容易快速浏览，而是需要逐字逐句地去理解。我尤其关注书中关于氢能相关材料的讨论，这是一个我一直很有兴趣的领域。书中提到了催化剂、膜材料在燃料电池中的关键作用，以及储氢材料的最新进展。我还在尝试理解，为什么某些材料在催化效率上表现出色，以及它们是如何被设计和合成出来的。作者在阐述这些概念时，也引用了大量的学术文献和研究数据，这增加了内容的严谨性，但也使得理解难度提升。我希望能从中学到一些关于氢能源未来发展潜力的知识，以及支撑这个潜力所需的材料基础。

评分☆☆☆☆☆

《新能源关键材料》这本书，我不得不说，它的深度和广度都令人印象深刻。书中的案例研究部分，特别吸引我。作者详细分析了不同地区在新能源材料开发和应用上的策略，比如中国在稀土磁铁领域的垄断地位，以及欧洲在电池回收技术上的投入。这些内容让我对全球能源竞争的格局有了更直观的认识。我特别感兴趣的部分是关于储能材料的介绍，这与我们台湾发展绿能的政策息息相关。书中提到了多种储能技术，包括锂离子电池、液流电池、以及一些更具前瞻性的储能方案，并且对它们所需的关键材料进行了深入的分析。我还在琢磨，这些技术的发展，会对我们未来的电网稳定性以及可再生能源的普及率产生怎样的影响。作者在分析时，并没有回避这些技术的局限性，比如成本、寿命以及安全性等问题，这使得他的论述更加客观和全面。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，《新能源关键材料》这本书的阅读体验，对像我这样非专业背景的读者来说，挑战不小。书中的数据图表非常多，而且呈现方式比较专业，需要花不少时间去解读。我通常更喜欢那种有故事性、有逻辑串联的叙述方式，而这本书更像是学术论文的集合，每个章节都围绕一个特定的材料或技术展开，信息量巨大。我特别想了解的部分，比如书中关于下一代电池技术（如固态电池）的材料探索，这部分的内容是比较前沿的，也让我对未来的能源储存方式充满了好奇。作者在介绍这些新材料时，除了描述其化学组成和性能，也提到了它们在研发和商业化过程中可能遇到的挑战，例如成本、稳定性和生产效率等。这让我认识到，技术的发展从来都不是一帆风顺的。我还在努力理解这些新材料的独特之处，以及它们可能如何颠覆现有的能源格局。希望通过细读，能把我对这些未来科技的模糊印象变得更清晰一些。

评分☆☆☆☆☆

阅读《新能源关键材料》是一次充满挑战但也极具启发性的旅程。书中对能源储存技术中电解质材料的详细介绍，尤其让我着迷。作者探讨了液态电解质的局限性，以及固态电解质（包括聚合物、氧化物和硫化物）在提升电池安全性和能量密度方面的巨大潜力。我还在努力理解，为什么某些固态电解质能够实现离子的高效传输，以及它们在界面稳定性方面面临的挑战。书中还提到了对电解质添加剂的研究，这些微小的改动却能对电池的整体性能产生显著影响，这让我感叹于材料科学的精妙。我希望通过这本书，能更深入地了解这些“看不见”的材料，是如何支撑起我们对绿色能源未来的美好憧憬的。

评分☆☆☆☆☆

我读《新能源关键材料》这本书，更像是在进行一场知识的“寻宝”。每翻开一页，都像是探索一个未知的领域。书中对太阳能电池材料的介绍，让我印象深刻。作者详细阐述了硅基太阳能电池的原理，以及近年来兴起的薄膜太阳能电池（如碲化镉、CIGS）和钙钛矿太阳能电池的材料特性和性能优势。我还在努力理解，为什么这些新型材料能够实现更高的光电转换效率，以及它们在制造成本和环境友好性方面有哪些优势。书中提到的“第三代太阳能电池”，让我对这个领域未来的发展充满了期待。我还需要花时间去消化书中关于材料掺杂、薄膜沉积技术等具体工艺的介绍，这部分内容确实比较专业，但对于理解材料的性能至关重要。

评分☆☆☆☆☆

读这本书，我最有感触的是作者对新能源发展未来趋势的预测和分析，尽管书名是《新能源关键材料》，但它所辐射的视野远不止于材料本身。我尤其关注书中关于供应链韧性的讨论，这一点对我们台湾来说意义非凡。你知道，我们是全球半导体制造的重镇，这种对关键原材料的依赖，我们体会太深了。书中提到了地缘政治对材料供应的影响，以及各国为了保障能源安全而采取的一系列措施，这让我联想到最近的一些国际新闻，感觉书中的内容非常有现实意义。作者分析了不同国家在稀土、锂矿等资源上的布局，以及可能出现的供需失衡情况，这促使我去思考，台湾在这样的全球格局中，应该如何定位自己的角色？我们是材料的生产商，还是最终的消费者？亦或是某种战略性的节点？书中的一些案例分析，比如某个国家如何通过战略储备来稳定材料价格，或者某个企业如何通过垂直整合来降低成本，都让我脑洞大开。我还在揣摩，这些分析是否也能为我们未来的产业政策提供一些启示。