《儲能材料概論》是戰(zhàn)略性新興領域“十四五”高等教育教材體系——“先進功能材料與技術”系列教材之一,全面而深入地探討了儲能材料的最新進展與應用。內容覆蓋電化學儲能材料、熱能儲能材料、氫能儲能材料、水合物儲能材料等,詳細解析了各類儲能材料的儲能原理、性能要求、評價方法、性能優(yōu)化及在能源存儲系統(tǒng)中的實際應用。本書結合理論基礎與前沿技術,深入剖析了儲能材料的科學機理,既介紹了發(fā)展較為成熟、已工業(yè)化的儲能材料,又探討了具有發(fā)展?jié)摿Φ男屡d儲能材料。
本書可作為材料、化工、能源等專業(yè)研究生及高年級本科生教材,也可供相關領域科研人員、工程師等參考,旨在為讀者提供一個全面了解儲能材料及其應用的參考指南。
1緒論1
1.1“雙碳”目標與可再生能源利用1
1.2儲能技術及其應用2
1.3儲能材料簡介4
1.3.1儲能材料分類5
1.3.2儲能材料研究面臨的挑戰(zhàn)5
參考文獻6
2儲能技術原理8
2.1能量轉換與儲存8
2.2常見的儲能技術原理13
2.2.1機械能儲能技術14
2.2.2化學能儲能技術22
2.2.3電能儲能技術25
2.2.4熱能儲能技術32
2.2.5氫能儲能技術38
2.2.6水合物儲能技術43
參考文獻50
3儲能材料的性能要求及評價方法53
3.1儲能材料的性能要求53
3.1.1化學儲能材料的性能要求53
3.1.2電能儲能材料的性能要求55
3.1.3熱能儲能材料的性能要求65
3.1.4氫能儲能材料的性能要求67
3.1.5水合物儲能材料的性能要求71
3.2儲能材料的評價方法73
3.2.1電化學儲能材料的評價方法73
3.2.2熱能儲能材料的評價方法86
3.2.3氫氣儲能材料的評價方法97
3.2.4水合物儲能材料的評價方法107
3.3儲能材料的其他要求118
參考文獻120
4電化學儲能材料及應用125
4.1鋰離子電池125
4.1.1正極材料125
4.1.2負極材料131
4.1.3電解質135
4.1.4隔膜材料136
4.2鈉離子電池139
4.2.1正極材料139
4.2.2負極材料143
4.2.3電解質148
4.2.4隔膜材料149
4.3鉛酸蓄電池151
4.3.1正極材料151
4.3.2負極材料152
4.3.3電解質152
4.3.4隔板152
4.4液流電池153
4.4.1電極154
4.4.2電解質155
4.4.3離子交換膜159
參考文獻160
5熱(冷)能儲能材料162
5.1顯熱儲能材料162
5.1.1液態(tài)顯熱儲能材料162
5.1.2固態(tài)顯熱儲能材料164
5.2潛熱儲能材料166
5.2.1相變材料(PCM)167
5.2.2PCM的封裝170
5.2.3PCM的應用175
5.3水合鹽儲能材料180
5.3.1基本物理性質180
5.3.2改性方法181
5.3.3應用技術186
參考文獻195
6氫能儲能材料及應用201
6.1氫能儲能材料概述201
6.2金屬儲氫材料202
6.2.1金屬氫化物儲氫材料202
6.2.2配位氫化物儲氫材料207
6.2.3金屬有機骨架儲氫材料208
6.3化學儲氫材料210
6.3.1有機液體儲氫材料210
6.3.2液氨儲氫材料213
6.3.3甲醇儲氫材料214
6.4吸附儲氫材料215
6.4.1碳基儲氫材料216
6.4.2無機多孔儲氫材料223
6.4.3共價有機骨架儲氫材料223
參考文獻225
7水合物儲能材料及應用226
7.1氣體水合物概述226
7.2水合物儲氫230
7.2.1氫氣水合物的起源和結構230
7.2.2氫氣水合物的發(fā)展231
7.2.3氫氣水合物的應用236
7.3水合物蓄冷材料239
7.3.1客體的選擇240
7.3.2籠型水合物的改性244
7.3.3籠型水合物在蓄冷式空調中的應用247
7.4水合物儲能材料的特異性249
7.4.1自保護效應249
7.4.2記憶效應249
7.4.3水合物結構轉變249
參考文獻250