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| 內容簡介： |
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《新能源技术》系统地介绍了太阳能、氢能、核能、化学电源、生物质能、风能、地热能、海洋能和储能技术等新能源的开发与应用技术，包括技术原理、工艺流程、设备和发展趋势等。“太阳能”一章主要介绍太阳能-热能利用技术、太阳能-光电转换技术和太阳能-化学能转化技术。“ 氢能”一章主要介绍氢的制取、氢的储存与输运和氢的应用。“ 核能”一章主要介绍核裂变、核聚变、核电技术、核供热、核废物处理与核安全等。“化学电源”一章主要介绍动力电池中的镍氢电池、锂离子二次电池、燃料电池和铝电池等。“ 生物质能”一章主要介绍生物质能转化技术和生物质利用新技术。“ 风能”一章主要介绍风力发电，包括海上风力发电、高空风力发电和陆地风力发电。“地热能”一章主要介绍地热发电技术、地源热泵技术和干热岩资源的开发。“ 海洋能”一章主要介绍潮流能、潮汐能、波浪能及温差能等海洋能的发电技术，同时介绍可燃冰知识。“ 储能技术”一章介绍目前应用的几种储能技术，包括抽水蓄能、飞轮储能、压缩空气储能、超导储能及储能电池等。《新能源技术》可以作为高等学校能源、冶金、化学、化工、材料、环境和生化等相关专业的本科生、研究生教材，也可供相关学科的研究人员参考。
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| 關於作者： |
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翟秀静，东北大学，教授，作者师从我国有色冶金专家（已故）邱竹贤院士，多年从事有色金属提取冶金研究。关于冶金电化学方面的工作包括（1）制备系列钪合金，包括铝-钪合金、铝-钪-镁合金、铝-钪-锂合金合金；（2）二次电池材料的制备及性能研究，包括锂离子电池材料、镍氢电池材料和固体燃料电池材料；（3）湿法冶金过程研究，包括镍电解、铜电解和锌电解过程等。承担关于冶金提取研究的项目包括国家自然科学基金项目、国家“十一.五”支撑项目等，培养博士4名，硕士10名，研究成果获省级自然科学奖一项，发表论文100余篇。
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| 目錄：
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第1章 绪论 001
1.1 能源 001
1.2 新能源 001
1.3 新能源技术 002
第2章 太阳能 004
2.1 引言 004
2.1.1 太阳和太阳辐射能 004
2.1.2 到达地球的太阳辐射能 005
2.1.3 太阳能的利用 006
2.2 太阳能-热能利用技术 008
2.2.1 太阳能热发电技术 008
2.2.2 太阳能供暖技术 014
2.2.3 光伏建筑一体化 018
2.2.4 太阳能热水系统 022
2.2.5 太阳能制冷技术 025
2.2.6 太阳能海水淡化技术 028
2.2.7 太阳能集热器 030
2.3 太阳能-光电转换技术 033
2.3.1 概述 033
2.3.2 晶体硅太阳能电池 034
2.3.3 薄膜太阳能电池 043
2.3.4 新概念太阳能电池 047
2.3.5 钙钛矿太阳能电池 048
2.3.6 太阳能电池的发展 049
2.4 太阳能发电技术 049
2.4.1 太阳能发电的基础知识 049
2.4.2 全世界太阳能发电的发展 050
2.4.3 我国太阳能发电的发展 051
参考文献 052
第3章 氢能 057
3.1 引言 057
3.2 制氢技术 059
3.2.1 化石原料制氢 059
3.2.2 工业尾气制氢 069
3.2.3 电解水制氢 074
3.2.4 其他制氢方法 077
3.3 氢气提纯 083
3.3.1 冷凝-低温吸附法 083
3.3.2 低温吸收-吸附法 083
3.3.3 变压吸附法 084
3.3.4 钯膜扩散法 084
3.3.5 金属氢化物分离法 084
3.4 氢的安全 084
3.4.1 氢的泄漏性 084
3.4.2 氢的扩散性 085
3.4.3 氢的可燃性 085
3.4.4 氢的爆炸性 086
3.4.5 氢脆 087
3.5 氢的储存与输运 087
3.5.1 储氢技术 088
3.5.2 氢的输运 093
3.6 氢能的发展 093
参考文献 095
第4章 核能 100
4.1 引言 100
4.1.1 核能的历史 101
4.1.2 核能的基础知识 101
4.2 核电技术 104
4.2.1 核裂变反应堆 105
4.2.2 核聚变 119
4.3 核供热 124
4.3.1 低温核供热堆的种类 125
4.3.2 低温核供热的优势 129
4.3.3 核供热堆的其他用途 129
4.3.4 核供热堆前景展望 130
4.4 核废物处理与核安全 130
4.4.1 核废物的管理及处置 130
4.4.2 核安全 133
4.5 核能的发展 134
参考文献 135
第5章 化学电源 138
5.1 引言 138
5.2 金属氢化物镍电池 139
5.2.1 MH/Ni 电池的工作原理 139
5.2.2 MH/Ni 二次电池的结构与性能 140
5.2.3 MH/Ni 电池的性能 141
5.2.4 MH/Ni 二次电池的制造工艺 142
5.2.5 MH/Ni 电池的材料 144
5.2.6 MH/Ni 电池的发展 145
5.3 锂离子二次电池 145
5.3.1 锂离子电池的工作原理 146
5.3.2 锂离子电池的结构 146
5.3.3 锂离子电池的性能 147
5.3.4 锂离子电池的制备工艺 149
5.3.5 锂离子电池的材料 150
5.3.6 有机聚合物锂离子电池 155
5.3.7 锂离子电池的发展 156
5.4 燃料电池 156
5.4.1 概述 156
5.4.2 碱性燃料电池（AFC） 158
5.4.3 磷酸燃料电池（PAFC） 161
5.4.4 质子交换膜燃料电池（PEMFC） 163
5.4.5 熔融碳酸盐燃料电池（MCFC） 169
5.4.6 固体氧化物燃料电池（SOFC） 173
5.4.7 微生物燃料电池 178
5.5 铝电池 181
5.5.1 概述 181
5.5.2 水溶液电解质体系的铝-空气电池 183
5.5.3 非水溶液电解质体系的铝-空气电池 184
5.5.4 铝-空气电池的发展 185
参考文献 186
第6章 生物质能 191
6.1 引言 191
6.1.1 生物质的特点 192
6.1.2 生物质能的分类 192
6.1.3 生物质能利用技术 193
6.2 生物质能的转化技术 194
6.2.1 生物质的物理转化技术 194
6.2.2 生物质的化学转化技术 195
6.2.3 生物质的生物-化学转化技术 205
6.3 生物质的利用技术 207
6.3.1 燃料乙醇制备技术 207
6.3.2 生物柴油制备技术 211
6.3.3 生物质制氢技术 213
6.3.4 沼气发酵技术 218
6.4 生物质发电技术 224
6.4.1 垃圾发电技术 224
6.4.2 沼气发电技术 228
6.4.3 气化气发电技术 230
6.4.4 生物质发电技术的发展 231
6.5 海洋生物质能简介 231
参考文献 232
第7章 风能 235
7.1 引言 235
7.2 风能的分布 235
7.2.1 全球的风能分布 235
7.2.2 我国的风能分布 236
7.3 风力发电系统 236
7.3.1 风力发电机 236
7.3.2 风机系统 239
7.4 风力发电场地 245
7.4.1 海上风力发电 245
7.4.2 陆上风力发电 248
7.5 风力发电的发展 249
7.5.1 国际风电的发展 249
7.5.2 我国风电的发展 249
参考文献 250
第8章 地热能 252
8.1 引言 252
8.2 地热资源的分布 252
8.2.1 全球的地热能分布 253
8.2.2 我国的地热能分布 253
8.3 地热能的利用 254
8.3.1 地热发电 255
8.3.2 地热能的直接利用 256
8.3.3 地源热泵技术 257
8.4 干热岩地热资源 258
8.5 地热能利用的发展 260
8.5.1 全球地热利用的发展 260
8.5.2 我国地热利用的发展 261
参考文献 262
第9章 海洋能 264
9.1 海洋能的存在形式 264
9.2 海洋能发电 265
9.2.1 潮汐能发电 265
9.2.2 潮流能发电 269
9.2.3 波浪能发电 270
9.2.4 温差能发电 273
9.2.5 盐差能发电 276
9.3 海洋能的其他应用 277
9.4 可燃冰 278
9.4.1 引言 278
9.4.2 可燃冰的研究 279
9.4.3 可燃冰的开采 280
9.5 海洋能的发展 281
参考文献 282
第10章 储能技术 284
10.1 引言 284
10.2 抽水蓄能技术 284
10.3 飞轮储能 287
10.4 压缩空气储能 289
10.5 超导储能技术 291
10.6 超级电容器储能 293
10.7 储能电池 296
10.7.1 引言 296
10.7.2 铅酸电池 297
10.7.3 全钒液流电池 298
10.7.4 钠硫电池 301
10.7.5 二次储能电池 304
10.8 虚拟电厂简介 307
10.9 储能技术的发展 308
参考文献 309
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| 內容試閱：
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前言
能源、材料与信息技术构成了新科技革命的三大支柱，新能源技术是未来人类能源的基石。新能源技术的开发利用打破了以石油和煤炭为主体的传统能源观念，开创了能源的新时代。
2015年巴黎气候大会通过的全球气候变化新协定，为控制全球气温和温室气体排放设定一系列目标。这些目标推动了世界转向使用更为清洁的新能源。目前，全球超过130个国家实施了新能源扶持政策。新能源产业已经成为全球化产业，其多元化的发展格局正在逐步深化，未来新能源在全球能源格局中将占据更加重要的地位。
2020年9月，我国在第75届联合国大会上正式提出中国力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前努力争取实现“碳中和”。我国政府高度重视发展新能源产业。开发和利用以光伏为代表的新能源，通过利用新能源培育壮大新能源汽车行业，不仅是面对全球气候变暖追求“碳中和”的必然要求，也是我国当前经济结构调整升级、逐步淘汰落后产能而追求新兴行业发展的必然选择。光伏新能源产业的发展，不仅能够提高我国产业发展中的科技含量，也能够通过其庞大的产业链条和网络生态为经济增长提供持久的动力引擎。
《新能源技术》教材自2005年第一版发行以来，受到了广大读者的欢迎与好评。2014年，本教材被辽宁省教育厅选入“辽宁省第二批‘十二五’普通高等教育本科生省级规划教材”。
《新能源技术》于2010年再版，2016年出版了第三版。两次修订均根据新能源技术领域深刻变化作了更新和完善。自2020年提出“碳中和”和“碳达峰”的“双碳”目标，我国在新能源领域发生了革命性的变化。同时，世界新能源领域也在迅猛发展。太阳能、氢能、核能、化学电池、生物质能、风能、地热能和海洋能等领域不断涌现新产品、新技术及新工艺。《新能源技术》第四版主要就以下内容进行了更新：
在“太阳能”一章，增加了塔式、槽式和碟式太阳能热发电的新变化，补充了光伏一体化、太阳能海水淡化技术和太阳能制冷技术，更新了太阳能电池在基础研究、工艺流程和新品种等领域的内容。
在“氢能”一章，完善了制氢的工艺技术，给出了“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”的不同制备工艺。
在“核能”一章，介绍了近几年核裂变和核聚变技术的新进展，重点介绍了我国熔盐反应堆的技术。
在“化学电源”一章，更新了镍氢电池、锂离子电池和燃料电池的最新研究成果。
在“生物质能”一章，详细介绍了垃圾发电技术和沼气发电技术，指出海洋的生物质能亟待开发。
风能利用是高速发展的新能源技术。在“风能”一章，主要介绍了风力发电技术的最新进展，包括海上风电、荒漠风电和陆地风电。
本次修订将地热能与海洋能分离，单独设了“地热能”一章。“地热能”一章完善了地热的应用，充实了干热岩的内容。
“海洋能”一章介绍了海洋能发电的新发展，补充了海浪能、盐差能等内容。
本次修订增设了“储能技术”一章。新能源中的太阳能、风能及海洋能等需要储能设施配合才能合理有效利用。目前储能技术已经是新能源发展的重要方面。“储能技术”一章介绍了目前应用的几种技术，包括抽水蓄能、飞轮储能、压缩空气储能、超导储能及电池储能等。
笔者感谢化学工业出版社的支持，感谢给予本书启示及参考的有关文献的作者。
由于笔者水平有限，不当之处恳请读者批评指正。
编著者
2023年8月
第一版前言
能源、材料、信息和生物技术是现代文明的四大支柱，能源是人类生存及发展的物质基础，也是人类从事各种经济活动的原动力。新能源包括太阳能、氢能、核能、生物质能、化学能源、风能、海洋能和地热能等。
太阳能是取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源，人类通过光热转换技术、光电转换技术和光化转化技术实现了热发电、蓄热、光伏发电和光化学发电等利用形式。目前太阳能的开发还存在转换效率、成本和使用寿命等一系列问题。
氢能以质量轻、传热高、清洁和来源广等特点展示着诱人的开发前景。氢能的制备、储存和利用目前是世界各国的研究热点，氢能的制备和贮存距离大规模利用还有一定距离。
核能是清洁能源之一，和平利用核能为全球所关注。核能包括核裂变和核聚变。人类已实现对核裂变的控制和利用，但尚未实现可控的核聚变反应。
化学电源是人们生活中应用广泛的方便能源，也是高新技术和现代移动通讯的新型能源。性能优越的金属氢化物-镍电池、锂离子电池和燃料电池是21世纪的绿色能源。化学电源的电化学原理、制造技术和发展趋势是新能源开发的重要组成部分。
生物质能是绿色能源，科学家们预计将成为未来可持续新能源系统的重要组成部分。
生物质气化技术、生物质液化技术、生物质固化技术和生物质发电技术等的开发和应用是世界各国的研究热点。
风能是太阳热辐射引起的大气流动的动能，是可再生的清洁能源，风力发电是风能利用的主要领域；海洋能、地热能和可燃冰都是巨大的能源。积极开发科学研究，提供开发技术，是实现可持续发展的需要。
人类生活的地球面临着不可回避的压力：人口迅速增长和人类生活质量不断提高；能源需求的大幅增加与化石能源的日益减少；各种能源形式的开发应用和生态环境的门槛提升。时代呼吁新能源技术的高速发展，太阳能、氢能、核能、生物质能、化学能、风能、海洋能和地热能的能量转化、能量储存和能量传输的理论与技术是21世纪能源与工程的前沿性课题。
新能源技术与物理、化学、材料、生物、环境、机械、矿物和工程技术等诸多学科相互交叉，节能技术与新能源技术相互渗透。
新能源技术直接对接新能源的开发、应用和商品化进程。作者在总结国内外最新的能源技术的基础上，结合自己的科研成果与积累，编著了《新能源技术》一书。全书共7章，翟秀静撰写了第1章、第2章、第5章，刘奎仁撰写了第4章、第6章，韩庆撰写了第3章和第7章。
作者感谢化学工业出版社的支持，感谢给予本书启示及参考的有关文献作者。
由于时间仓促，加上作者水平有限，不当之处恳请读者批评指正。
作者
2005年6月
第二版前言
2005年9月，《新能源技术》（第一版）在东北大学和化学工业出版社的支持下出版发行，随着新能源技术在全球迅速发展，该书也受到了广大读者的欢迎与好评。
目前，能源问题已经关系到我国经济社会可持续发展的全局。太阳能、风能、生物质能、水能、地热能和海洋能等可再生能源，具有资源分布广、利用潜力大、环境污染小和可持续利用等特点，发展新能源有利于人与自然的和谐发展。从战略高度看，开发环境友好的可再生能源，并使其在保障能源供应中扮演重要角色，已经成为我国可持续能源战略的必然选择。
近年来，我国对新能源技术非常重视，发改委在2008年制定的《“十一五”时期可再生能源发展规划》中提出，到2010年可再生能源在能源消费中的比重达到10%，其中，风电总装机容量达到1000万千瓦，生物质发电总装机容量达到550万千瓦，太阳能发电总容量达到30万千瓦，太阳能热水器总集热面积达到1.5亿平方米。
全球金融危机给可再生能源产业带来了跨越式发展的机遇，而全球气候变暖所导致的灾难性后果更为可再生能源的发展提供了动力，由危机导致的经济转型正在不断引发能源产业的深刻变革，世界各国都把支持可再生能源发展作为恢复经济实现经济可持续发展的重要手段。美欧等国纷纷出台的政府投资计划，普遍加大了对可再生能源技术开发和应用的投入，相当数量的政府资金被用于支持对可再生能源技术的超前研究和技术成果的快速转化。
《新能源技术》（第二版）总结了4年来在太阳能、氢能、核能、生物质能、化学能源、风能、海洋能和地热能等领域的新进展，同时在太阳能一章中补充了多晶硅太阳能电池及多晶硅材料制备、聚合物太阳能电池、染料敏化太阳能电池、屋顶计划和并网发电技术；氢能一章更新了适合我国国情的煤气化重整制氢和焦炉气重整制氢技术；核能一章重点介绍了第四代核能技术、高温气冷堆技术和核聚变堆技术；生物质能一章重点介绍了我国目前加大沼气工程的建设，已形成年产沼气数十亿立方米的能力；化学能源章节中增加了钒电池、微生物燃料电池及有机聚合物锂离子电池等内容；“风能”则单列为一章，同时补充了风机大型化技术。此外，为方便读者的阅读和学习，在每章后均附有思考题。
本书第一版得到了读者给予的大力支持及充分肯定，自2005年出版以来重次，几位作者分别收到读者的电话、邮件和短信，讨论与《新能源技术》相关的话题，作者在此表示衷心的感谢。
作者感谢化学工业出版社的支持，感谢给予本书启示及参考的有关文献作者。
由于作者水平有限，不当之处恳请读者批评指正。
编著者
2009年11月
第三版前言
新能源技术是高技术的支柱。新能源技术包括太阳能技术、氢能技术、核能技术、化学电源技术、生物质能技术、风能技术及地热能技术、海洋能技术等。新能源技术的开发利用，打破了以石油、煤炭为主体的传统能源观念，开创了能源的新时代。
截至2015年，全球超过130个国家实施了新能源扶持政策。新能源产业已经成为全球化产业，其多元化的发展格局正在逐步深化和发展，未来新能源在全球能源格局中将占据更加重要的地位。
我国政府高度重视发展新能源产业。2015年巴黎气候大会通过的全球气候变化新协定为控制全球气温和温室气体排放设定一系列目标。这些目标将推动世界转向使用更为清洁的新能源。全球掀起了新能源发展的高潮，我国能源结构也发生着深刻调整。截至2015年，我国风电装机容量连续4年位居世界第一，光伏装机容量首次超过德国跃居世界第一，风电和太阳能发电累计装机容量1.7亿千瓦，占全球的1/4以上。我国计划到2030年，新能源的比重将由目前的11.4%达到20%左右。
《新能源技术》教材自2005年出版以来，受到了广大读者的欢迎与好评。2014年，本教材被辽宁省教育厅选入“辽宁省第二批‘十二五’普通高等教育本科生省级规划教材”。
《新能源技术》（第二版）自2010年出版以来，新能源技术领域发生了许多深刻变化，在太阳能、氢能、核能、化学电池、生物质能、风能、地热能和海洋能等领域均涌现大量的新产品、新技术和新工艺。鉴于此，作者根据能源技术的新发展，在第二版的基础上修订完成了本教材的第三版。《新能源技术》（第三版）主要就以下内容进行了更新和完善。
在太阳能技术一章，第三版增加了线性菲涅耳式太阳能发电技术，列出了塔式、槽式和碟式太阳能热发电系统分析比较，补充了太阳能海水淡化技术和太阳能汽车技术；增加了石墨烯-硅太阳能电池、钙钛矿太阳能电池和光伏并网发电系统。
在核能技术一章，第三版介绍了近几年核裂变和核聚变技术的进展，重点介绍了我国高温气冷堆和快中子反应堆的技术，介绍了钠快堆和铅快堆技术；同时对核供热、核废处理及核安全的内容做了补充和调整。
化学电源涉及航天领域的发展，也关系到城市的环保问题，近几年备受重视。镍氢电池和锂离子电池在推动电动汽车发展上取得了长足进步，燃料电池和各种储能电池技术发展快速。第三版在化学电源部分增加了橄榄石结构的LiFePO4的锂离子电池正极材料和超级电容器技术；介绍了近几年快速发展的固体聚合物电解质碱性燃料电池；同时更新了微生物燃料电池和储能电池技术的内容。
生物质能是人类最早直接应用的能源，面对秸秆焚烧的困扰和垃圾围城的困局，生物质能技术亟待发展和应用。第三版在生物质能部分增加了垃圾发电技术，补充和完善了生物柴油、沼气的制取技术。
在氢能技术、风能技术及地热、海洋能等章节，第三版重点介绍了近几年的发展，补充了新的内容，例如波浪能发电装置、海洋温差能-太阳能联合热发电的方式、地热发电、地源热泵和干热岩地热资源的开发等。
作者感谢化学工业出版社的支持，感谢给予本书启示及参考的有关文献作者。由于作者水平有限，不当之处恳请读者批评指正。
编著者
2016年10月
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