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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