Direct Methanol Fuel Cells pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Electrochemical Society

作者:Narayanan, S. R. (EDT)/ Gottesfelf, S. (EDT)/ Zawodzinski, T. (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:1228.55元

装帧:HRD

isbn号码:9781566773102

丛书系列:

图书标签:

• 燃料电池
• 甲醇燃料电池
• 直接甲醇燃料电池
• DMFC
• 可再生能源
• 能源转换
• 电化学
• 绿色能源
• 催化剂
• 质子交换膜

好的，这是为您撰写的，关于一本名为《Direct Methanol Fuel Cells》的图书的详细、不包含该书内容的简介。 --- 《高效能储能系统与下一代电化学转化技术》 内容概述 本书深入探讨了现代能源系统中的关键挑战——如何实现高效、可靠且环境友好的能量存储与转化。我们不再局限于单一技术路径的分析，而是构建了一个广阔的平台，涵盖了从基础理论到前沿工程应用的多个维度。核心关注点在于那些尚处于快速发展期，但对未来能源结构转型具有决定性意义的技术体系。 本书的结构被精心设计，旨在为研究人员、工程师以及政策制定者提供一个全面且相互关联的知识框架。我们从最基本的电化学热力学和动力学原理出发，逐步过渡到复杂的多相流反应器设计，并最终聚焦于大规模系统集成与商业化潜力评估。 第一部分：电化学能量转换的基础与挑战 本部分为全书的理论基石，旨在巩固读者对电化学过程的深刻理解，并为后续章节的高级主题打下坚实基础。 第一章：电化学热力学与传输现象的再审视 本章首先回顾了电化学电池的吉布斯自由能与电动势之间的基本关系，并着重分析了在非理想条件下（如高电流密度和非均匀温度分布）这些理论模型的局限性。传输现象的分析被提升到了一个新的高度，重点探讨了离子迁移、电子传导在复杂介质中的耦合作用。特别关注了界面处的电荷转移动力学，引入了Marcus理论在实际电极/电解质界面上的应用案例，揭示了如何通过材料工程手段调控活化能垒。 第二章：多孔电极材料的设计原理与结构表征 多孔电极是实现高效电化学反应的核心载体。本章详细阐述了孔隙结构设计对反应速率、传质效率和机械稳定性的决定性影响。内容涵盖了从经典随机孔隙结构到有序介孔材料（如模板法合成的结构）的演变。表征技术部分，不仅限于传统的BET和孔隙度测量，更深入讨论了同步辐射X射线断层扫描（SR-CT）和原位拉曼光谱技术如何揭示电极在工作状态下的微观结构变化。我们强调了“三相边界”（TPB）的有效长度与体积密度的关系，以及如何通过纳米结构调控实现TPB的最大化。 第三章：非水系电解质体系的界面稳定性研究 超越传统的氧化还原反应介质，本章聚焦于有机和离子液体电解质在极端工作环境下的表现。重点分析了界面副反应的机理，包括溶剂分解、电极材料的侵蚀以及稳定固体电解质界面（SEI）或固体离子导体界面（SILI）的策略。我们利用第一性原理计算（DFT）对电解质分子与电极表面吸附能进行了模拟，预测了可能的降解路径，并探讨了添加剂（如成膜剂）在降低界面阻抗方面的作用。 第二部分：下一代储能系统的系统集成与优化 本部分将理论知识应用于实际工程问题，探讨了系统层面的设计、控制与效率最大化。 第四章：高功率密度电池的模块化设计与热管理 随着功率密度的提升，热量累积成为制约性能和安全性的主要瓶颈。本章详细介绍了先进的热管理策略，包括直接液体冷却、微通道换热器集成以及相变材料（PCM）的应用。在模块化设计方面，重点讨论了如何通过优化电芯布局、电流收集器设计来平衡电化学性能和热一致性。我们引入了计算流体力学（CFD）模型，用于模拟电池包内部的温度场和浓度场耦合，从而指导优化冷却回路的几何结构。 第五章：先进的电化学储能系统控制策略 成功的储能系统依赖于精准、实时的状态估计与控制。本章探讨了从传统等效电路模型（ECM）到基于物理模型的（PBM）状态估计方法的演进。重点介绍了扩展卡尔曼滤波（EKF）和无迹卡尔曼滤波（UKF）在电池健康状态（SOH）和荷电状态（SOC）高精度估计中的应用。此外，还深入分析了面向高动态工况的功率分配算法，以确保系统在瞬态负荷下仍能保持最优运行效率和最小化老化。 第六章：大规模电网级储能系统（Grid-Scale ESS）的并网与可靠性评估 对于电网应用，储能系统的可靠性和全生命周期成本至关重要。本章从系统集成角度，讨论了储能系统接入电网的并网标准与动态响应要求。内容包括：电网惯量支撑、频率和电压调节能力的设计参数。在可靠性评估方面，引入了基于雅可比矩阵的故障传播分析，并对比了不同架构（如集中式与分布式储能）在应对电网扰动时的优劣势。对全生命周期成本（LCOS）的建模，结合材料降解速率和运维成本，提供了量化的决策支持工具。 第三部分：环境可持续性与未来展望 本部分将视角扩展至整个能源生态系统，关注材料的循环利用和新兴技术的融合。 第七章：储能材料的循环经济与可持续性路径 面对全球对资源短缺的担忧，本章系统评估了当前主流储能技术所用关键材料的供应链风险。重点阐述了从退役储能设备中回收贵金属和活性材料的湿法冶金和火法冶金工艺的最新进展。我们还探讨了利用生物启发设计（Bio-inspired Design）来开发更易于回收的器件结构的可能性，旨在构建闭环材料流。 第八章：多能互补系统中的电化学单元优化 现代能源场景的特点是多种能源载流子（电能、热能、氢能）的耦合。本章研究了电化学单元在多能互补系统中的集成优化问题。例如，如何利用储能单元在电力需求低谷时制氢（Power-to-Gas），并在高峰时利用氢气进行回馈（Gas-to-Power）。本章利用图论和混合整数线性规划（MILP）模型，为复杂的能源枢纽（Energy Hubs）提供最优的运行调度方案，以实现整体碳排放和运行成本的最小化。 --- 目标读者： 电化学、材料科学、化学工程、电气工程及能源系统规划领域的本科高年级学生、研究生、以及从事电化学储能与转化技术研发的工程师和科学家。 核心价值： 本书不侧重于某一特定化学反应的细节介绍，而是致力于提供一个跨学科的、面向系统级工程应用的知识体系，帮助读者理解如何将前沿的电化学发现转化为可大规模部署的高效能能源解决方案。

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