Electrode Processes VII pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Electrochemical Society

作者:Birss, Viola I. (EDT)/ Evans, Dennis (EDT)/ Josowicz, Mira (EDT)/ Osawa, Masatoshi (EDT)

出品人:

页数:316

译者:

出版时间:

价格:$107.00

装帧:HRD

isbn号码:9781566774734

丛书系列:

图书标签:

• 电化学
• 电极过程
• 界面科学
• 材料科学
• 电解质
• 腐蚀
• 电镀
• 传感器
• 能量存储
• 分析化学

深入探索电化学界面：现代电池、燃料电池与电催化前沿 一部关于能源转换与储存核心机制的权威著作 本书《电化学界面：现代电池、燃料电池与电催化前沿》汇集了当代电化学科学领域最前沿的研究成果与深刻见解。它并非对既有电化学过程的简单回顾，而是聚焦于驱动未来能源革命的关键挑战——电极/电解质界面的复杂物理化学行为。本书旨在为材料科学家、化学工程师、物理学家以及从事新能源技术研发的专业人士，提供一个全面、深入且具有高度应用指导性的参考框架。 核心焦点：界面现象的微观调控与宏观性能提升 本书的核心论点在于，能源转换与储存器件的效率与寿命，最终取决于对电极/电解质界面的精确理解和有效调控。我们花费了大量篇幅来解析离子传输、电子转移、表面吸附/解吸附以及固态电解质界面（SEI）形成等一系列在微观尺度上发生的复杂过程。 第一部分：基础理论的深化与先进表征技术 本部分从电化学热力学和动力学的现代诠释出发，引入了超越经典理论模型的概念，如非平衡态热力学在快速电化学反应中的应用。 多尺度建模： 详细阐述了如何结合密度泛函理论（DFT）计算、分子动力学模拟（MD）与有限元方法（FEM），来预测和解释界面处的电荷转移速率、反应能垒和物质扩散路径。特别关注了新型电解质（如固态电解质和离子液体）中离子-溶剂/离子-固体相互作用的建模挑战。 原位与非侵入式表征： 重点介绍了如何利用同步辐射X射线吸收谱（XAS）、中子散射技术、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）结合电化学原位池，来实时捕捉活性物质在充放电循环中相变和结构重构的动态过程。这部分内容强调了如何从实验数据中提取出界面反应的真实动力学信息，而非依赖于平衡态假设。 第二部分：高能量密度电池界面工程 本书将锂离子电池（LIBs）的安全性和能量密度瓶颈，直接归因于电极/电解质界面的不稳定性。 锂金属负极的挑战： 对锂枝晶的成核、生长机制进行了深入剖析，并系统对比了各种策略——包括固体电解质、原位形成保护层（如氟化物添加剂）——在抑制枝晶生长和稳定SEI方面的优劣。讨论了界面阻抗谱（EIS）在评估SEI质量中的应用和局限性。 高电压正极材料的兼容性： 探讨了在高电压（>4.5 V）下电解液的氧化分解机理，以及如何通过表面包覆层（如ALD技术沉积的超薄氧化物）来钝化正极表面，有效抑制过渡金属溶解和氧气释放，从而延长电池寿命。 下一代体系的界面： 专门开辟章节讨论了钠离子、钾离子电池以及金属-硫/氧电池（如锂硫电池）中特有的复杂界面化学，例如多硫化物穿梭效应的抑制策略和界面反应动力学。 第三部分：电催化与燃料电池的前沿突破 本部分转向能量转换领域，重点关注如何通过界面工程降低催化反应的过电位，并提高耐久性。 析氧反应（OER）与析氢反应（HER）： 详细分析了非贵金属催化剂（如镍、铁基氧化物/氢氧化物）在碱性和酸性介质中OER/HER的活性位点识别。强调了电催化剂表面结构在不同电位下的重构（例如“活性氧化物层”的形成）对催化性能的决定性影响。 氧还原反应（ORR）在燃料电池中的优化： 聚焦于铂族金属（PGMs）的纳米结构设计，特别是合金化和核壳结构，如何通过电子结构调控来提升氧气的吸附和离解效率，同时提高其抗CO中毒能力。 电解水制氢（EWH2）的规模化挑战： 探讨了新型非贵金属电催化剂在全电池（如碱性、PEM电解槽）中的界面接触电阻和长期稳定性问题，并提出了优化三相界面（电子导体-离子导体-反应物）的设计原则。 第四部分：跨界融合与未来展望 最后，本书展望了电化学界面科学在更广阔领域中的应用潜力。 电化学CO2还原（CO2RR）： 深入分析了铜基催化剂表面对C1与C2产物选择性的控制机制，探讨了如何通过电解液设计（如pH梯度）来调控反应中间体的稳定性和表面覆盖率。 生物电化学界面： 简要介绍了电化学传感器和生物燃料电池中，酶与电极之间高效电子传递界面的构建方法，以及如何利用界面电荷转移动力学来实现高灵敏度的生物分子检测。 本书的特点： 本书结构严谨，内容前沿，避免了对基础概念的冗余叙述，而是直接切入当前研究中最具争议性和创新性的领域。它不仅是知识的载体，更是激发未来研究方向的催化剂。对于致力于解决全球能源挑战的科研人员而言，本书提供的界面调控蓝图是不可或缺的工具箱。读者将通过本书，掌握理解和设计下一代高效、稳定电化学器件所需的前沿视角和实用技术。

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