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第1章 绪论 1

1.2 氢气性质 1

1.3 制氢方法 3

1.4 氢气的应用 4

第2章 氢能及其应用 5

2.1 氢燃料的应用 5

2.1.1 氢的燃烧性能 5

2.1.2 氢气作为机燃料的使用性能 6

2.2 氢燃料电池及其应用 7

2.2.1 氢燃料电池的工作原理 8

2.2.2 质子交换膜燃料电池的结构和组成 14

2.2.3 氢燃料电池的比较 17

2.2.4 氢燃料电池在汽车中的应用 18

2.2.5 氢燃料电池的其他应用 26

2.2.6 氢燃料电池使用的安全性 27

2.2.7 氢燃料电池的效率 34

第3章 电解水制氢 39

3.1 电解水制氢的基本原理 39

3.2 电解水制氢技术的工艺流程 41

3.3 电解水制氢的电耗和影响因素 43

3.4 电解水制氢工艺的主要设备 44

3.4.1 碱性电解槽 44

3.4.2 聚合物薄膜电解槽 47

3.4.3 固体氧化物电解槽 48

3.5 电解水制氢系统的效率 49

3.6 电解水制氢的发展 51

第4章 甲烷水蒸气重整制氢 55

4.1 甲烷水蒸气重整反应的热力学分析 55

4.1.1 反应平衡常数 56

4.1.2 反应平衡组成的计算 57

4.1.3 影响反应平衡组成的因素 58

4.2 甲烷水蒸气重整反应的动力学 59

4.2.1 反应机理 59

4.2.2 甲烷水蒸气反应本征动力学 60

4.2.3 甲烷水蒸气反应的宏观动力学 60

4.3 甲烷水蒸气重整反应的工业催化剂及研究 61

4.4 甲烷水蒸气重整制氢工艺流程 65

4.5 吸附强化甲烷水蒸气重整制氢 67

4.5.1 吸附强化甲烷水蒸气重整制氢的原理 67

4.5.2 吸附强化甲烷水蒸气重整制氢的吸附剂研究 68

4.5.3 吸附强化甲烷水蒸气重整制氢复合催化剂 70

4.5.4 吸附强化甲烷水蒸气重整制氢的实验研究 73

第5章 煤制氢 85

5.1 煤的组成 86

5.2 煤焦化制氢 87

5.3 煤气化制氢 88

5.3.1 煤气化制氢原理 89

5.3.2 煤气化制氢工艺及流程 89

5.3.3 国内主要的煤气化工艺流程 94

5.4 煤气化集成制氢（IGCC） 98

5.4.1 IGCC原理 98

5.4.2 IGCC新技术简介 100

第6章 甲醇制氢 105

6.1 甲醇水蒸气重整制氢 105

6.1.1 甲醇水蒸气重整制氢的热力学分析 106

6.1.2 甲醇水蒸气重整反应机理 107

6.1.3 甲醇水蒸气重整反应动力学研究 109

6.1.4 甲醇水蒸气重整反应催化剂 110

6.1.5 甲醇水蒸气重整制氢工艺流程 112

6.2 甲醇裂解制氢 113

6.2.1 甲醇裂解制氢反应机理 114

6.2.2 甲醇裂解制氢催化剂 114

6.2.3 甲醇裂解制氢工艺流程 114

6.3 甲醇部分氧化制氢 115

6.3.1 甲醇部分氧化反应机理 116

6.3.2 甲醇部分氧化反应催化剂 116

6.4 甲醇自热重整制氢 117

6.4.1 甲醇自热重整反应机理 118

6.4.2 甲醇自热重整反应催化剂 119

第7章 氨分解制氢 123

7.1 氨分解反应机理与动力学 124

7.2 氨分解催化剂 126

7.3 氨分解制氢工艺流程 127

7.4 氨分解制氢主要装置 128

第8章 回收提纯氢技术 132

8.1 回收提纯氢技术简介 132

8.1.1 深冷分离法 133

8.1.2 变压吸附法 133

8.1.3 膜分离法 133

8.2 变压吸附法回收提纯氢技术 135

8.2.1 变压吸附的基本原理 135

8.2.2 变压吸附循环的基本步骤 136

8.2.3 变压吸附用吸附剂 138

8.2.4 影响变压吸附效果的主要因素 139

8.2.5 变压吸附分离提纯氢气的应用实例 140

第9章 生物质制氢 144

9.1 生物法制氢 145

9.1.1 暗厌氧发酵制氢 145

9.1.2 光合生物制氢 147

9.1.3 光合—发酵复合生物制氢 148

9.2 热化学转化法制氢 149

9.2.1 生物质气化制氢 149

9.2.2 生物质热裂解制氢 152

9.2.3 生物质超临界水制氢 153

9.2.4 生物油制氢技术 153

9.3 生物乙醇制氢 155

9.3.1 生物乙醇制氢反应机理 155

9.3.2 生物乙醇制氢反应工艺条件 156

9.3.3 生物乙醇水蒸气重整制氢反应催化剂 158

第10章 太阳能制氢 164

10.1 太阳能热化学分解水制氢 164

10.2 太阳能热化学循环制氢 166

10.3 太阳能光伏发电电解水制氢 166

10.4 太阳能光电化学过程制氢 167

10.4.1 制氢原理 167

10.4.2 电极材料研究 169

10.5 光催化水解制氢 174

10.6 太阳能光生物化学制氢 177

10.7 光电热复合耦合制氢 178