第1章 能源部面临的挑战和纳米技术的未来角色 1
1.1 德国能源行业及其未来的挑战 1
1.1.1 人口和经济发展 1
1.1.2 化石能源的价格趋势 2
1.1.3 一次能耗 2
1.1.4 发电量 3
1.1.5 终端能源消费 5
1.1.6 能源生产强度 6
1.1.7 排放物 7
1.2 纳米技术和能源 8
参考文献 11
第2章 纳米技术的原理 12
2.1 定义和分类 12
参考文献 13
2.2 科学技术背景 14
2.2.1 纳米材料 14
2.2.2 自上而下和自下而上策略 17
2.2.3 方法和生产过程 19
参考文献 23
2.3 创新和潜在的经济价值 24
2.3.1 纳米技术处在一种交叉创新领域 24
2.3.2 纳米技术与经济的关联 25
2.3.3 增值链中的纳米技术公司 30
参考文献 31
2.4 风险和安全问题 31
2.4.1 纳米技术的三个阶段 32
2.4.2 纳米技术风险的系统化 33
2.4.3 小结 37
参考文献 37
2.5 纳米技术的公众认知：对传播策略和语言概念的挑战与建议 40
2.5.1 简介 40
2.5.2 风险认知的心理、社会和文化因素 41
2.5.3 纳米技术的公众认知：国际对比 42
2.5.4 德语范围的纳米技术普及性 45
2.5.5 能源行业对纳米技术的态度 47
2.5.6 消费者交流的必要条件 49
2.5.7 小结：传播策略和对话概念的建议 50
参考文献 51
第3章 纳米技术在能源部门的应用例子 53
3.1 气凝胶：能源技术中多孔熔凝胶固体的应用 53
3.1.1 气凝胶的合成和性能 53
3.1.2 性能与应用 56
3.1.3 气凝胶应用到能源相关领域所面临的问题 64
3.1.4 小结 65
参考文献 65
3.2 能源资源和转化 70
3.2.1 染敏太阳能电池 70
参考文献 77
3.2.2 纳米热电——一种高能效的概念 78
参考文献 87
3.2.3 用于碳采集和储存的纳米机构陶瓷膜 88
参考文献 97
3.3 能源储存和分布 99
3.3.1 能源储存所需材料 99
参考文献 112
3.4 能源使用 116
3.4.1 建筑中的纳米技术 116
参考文献 122
3.4.2 日光引导程序的活动窗户 124
参考文献 130
3.4.3 生产流程中纳米技术的能源效率潜力 131
参考文献 142
第4章 至2030年，纳米技术对能源行业影响的潜力分析和评估 149
4.1 方法论 149
参考文献 153
4.2 纳米技术的环境影响和能源需求 153
4.2.1 纳米技术的环境救济潜力 153
4.2.2 具体应用背景的评价：LCA 155
4.2.3 具体人造纳米粒子的评估 158
参考文献 162
4.3 纳米技术提高能源效率和减少排放物的潜力 165
4.3.1 能源资源和转化 165
4.3.2 能源储存和分配 169
4.3.3 能源使用 169
4.3.4 纳米技术的理论潜力 176
参考文献 179
4.4 对纳米技术影响的方案和敏感度分析 185
4.4.1 能源资源和转化 185
4.4.2 能源储存和分配 193
4.4.3 能源使用 194
参考文献 203
4.5 能源领域纳米技术的综合归类 207
参考文献 212