[正版] 21世纪可持续能源丛书 氢气生产及热化学利用 毛宗强 编著 氢的利用 氢能 能源政策及信息 学习先进 能源技

第1章氢的背景1 
11发现过程1 
111氢从何而来1 
112氢发现简史1 
12氢的分布4 
121地球上的氢4 
122空间中的氢4 
123人体中的氢4 
13氢的性质5 
131氢的原子结构和分子结构5 
132氢的物理性质5 
133氢的化学性质9 
134氢键10 
135正氢和仲氢10 
14氢的形态（气、液、固）12 
141气氢12 
142液氢12 
143固体氢14 
15氢的实验室制备15 
151制备方法15 
152实验装置15 
16氢的能源特性17 
17氢的同位素18 
171氢同位素的发现18 
172氢同位素的性质19 
173氢同位素的用途19 
18分数氢20 
181分数氢的提出20 
182分数氢理论对重大理论提出的挑战21 
183来自科学界的两种对立观点22 
184分数氢理论展望24 
19冷聚变与“镍氢”24 
110工业化生产氢气25 
参考文献26 
第2章热化学制氢27 
21热化学制氢简介27 
211热化学制氢的历史27 
212热化学制氢现状28 
213热化学循环体系的选择31 
214热化学制氢的国内现状32 
215热化学制氢的展望32 
22高温热解水制氢35 
221高温热解水制氢原理35 
222高温热解水制氢的难点36 
223高温热解水制氢前景36 
参考文献36 
第3章水电解制氢38 
31水电解制氢的基本原理38 
311水电解38 
312电阻电压降42 
32水电解的能量与物料平衡44 
33水电解制氢装置45 
34氢氧混合气——布朗气51 
35固体聚合物电解质水电解槽52 
351电解槽结构53 
352固体聚合物电解质54 
353电极材料54 
354集电器54 
355SPE水电解技术的发展54 
356SPE水电解技术前景55 
36固体电解质高温水蒸气电解槽56 
37小型氢气发生器57 
38重水电解59 
39煤水电解制氢59 
310压力水电解制氢60 
3101压力水电解的极限60 
3102操作压力与槽电压的关系60 
3103工作压力与气体纯度的关系60 
3104操作压力与气体中湿含量的关系61 
3105采用压力电解槽的意义61 
311电解海水制氢61 
3111海水电解的氯气析出62 
3112用特殊电极避免氯气析出62 
3113海水电解制氢设备63 
3114海水电解制氢与淡水电解制氢区别64 
3115海水电解现状及发展方向65 
参考文献65 
第4章等离子体制氢67 
41什么是等离子体67 
42如何产生等离子体68 
43等离子体制氢研究现状70 
44等离子体制氢的优缺点73 
参考文献74 
第5章化石能源制氢75 
51煤制氢77 
511传统煤制氢技术78 
512我国煤炭气化制氢现状79 
513地下煤炭气化制氢82 
514煤制氢零排放技术90 
515煤炭气化制氢用途92 
52天然气制氢92 
521天然气水蒸气重整制氢93 
522天然气部分氧化重整制氢96 
523天然气热裂解制氢气97 
524天然气催化裂解制氢气98 
525天然气制氢气新方法98 
526天然气制氢反应器99 
53液体化石能源制氢99 
54化石能源制氢成本100 
参考文献101 
第6章太阳能制氢102 
61什么是太阳能102 
62如何用太阳能制氢103 
621太阳能水电解制氢103 
622太阳能热化学制氢104 
623太阳能光化学制氢104 
624太阳能直接光催化制氢105 
625太阳能热解水制氢108 
626光合作用制氢108 
63太阳能氢能系统109 
631太阳能氢能系统简介109 
632太阳能氢能系统案例110 
64太阳能氢能系统的科学性、经济性112 
641太阳能氢能系统的科学性112 
642太阳能氢能系统的经济性112 
参考文献113 
第7章生物质制氢114 
71微生物转化技术115 
711生物制氢发展历程115 
712生物制氢方法比较116 
713生物制氢技术现状116 
714生物制氢前景121 
72生物质热化工转化技术122 
721热化工转化技术发展史123 
722固体燃料的气化125 
723生物质热解129 
724生物质水热解制氢131 
725热化工转化优缺点132 
73生物质制氢方法比较133 
74国际生物质制氢简况134 
75我国生物质利用设想134 
751农村的生物质利用135 
752国民经济中的大生物质能136 
参考文献137 
第8章风能、海洋能、水力能、地热能制氢139 
81风能139 
82海洋能141 
821潮汐能141 
822波浪能142 
823海洋温差能142 
824海流能143 
825海洋盐度差能143 
826海草燃料143 
827海洋能前景144 
83水力能144 
831水力能资源144 
832水力能发电制氢145 
833水力能制氢优势145 
84地热能145 
参考文献146 
第9章核能制氢147 
91固体氧化物电解池147 
92热化学循环149 
93核能甲烷蒸汽重整150 
参考文献152 
第10章含氢载体制氢153 
101氨气制氢153 
1011氨制氢原理153 
1012等离子体催化氨制氢新工艺155 
1013氨制氢的设备155 
1014其他氨分解制氢方法155 
102甲醇制氢156 
1021甲醇制氢方法156 
1022甲醇水蒸气重整制氢156 
1023甲醇水蒸气重整制氢催化剂157 
1024甲醇制氢与氢气提纯联合工艺157 
1025甲醇制氢的新进展158 
103肼制氢气160 
1031肼分解机理161 
1032肼分解用催化剂161 
1033肼分解制氢用途161 
104汽、柴油制氢162 
105烃类分解制氢气和炭黑162 
106NaBH4制氢163 
1061基本原理163 
1062NaBH4的催化放氢工艺164 
1063NaBH4放氢用催化剂164 
1064设备165 
1065改进方向165 
参考文献166 
第11章副产氢气回收及其他制氢方法168 
111副产氢气回收168 
112硫化氢分解制氢169 
1121硫化氢分解反应基础知识169 
1122硫化氢分解方法171 
1123主要研究方向173 
113辐射性催化剂制氢174 
114陶瓷与水反应制氢174 
参考文献174 
第12章氢气的纯化175 
121氢气中的杂质175 
122为什么要纯化氢气176 
1221能源工业要求176 
1222现代工业的要求177 
1223在电子工业中的应用177 
123实验室纯化方法178 
1231纯化方法概述178 
1232实验室催化纯化179 
124工业氢气膜分离法179 
1241有机膜分离179 
1242无机膜分离185 
1243金属膜分离187 
125工业化变压吸附190 
1251变压吸附制氢工艺原理191 
1252变压吸附操作基本步骤191 
1253变压吸附的设备与安装192 
1254变压吸附制氢工艺的改进193 
126工业化低温分离194 
1261低温冷凝法194 
1262低温吸附法194 
127混合法195 
1271膜分离+PSA195 
1272深冷分离+PSA196 
1273变温吸附（TSA）+PSA196 
128金属氢化物法196 
参考文献197 
第13章氢的储存与运输199 
131氢能工业对储氢的要求199 
132目前储氢技术199 
1321加压气态储存199 
1322液化储存202 
1323金属氢化物储氢203 
1324非金属氢化物储存206 
1325目前储氢技术与实用化的距离207 
133储氢研究动向208 
1331高压储氢技术208 
1332新型储氢合金208 
1333有机化学储氢209 
1334碳凝胶212 
1335玻璃微球212 
1336氢浆储氢212 
1337冰笼储氢213 
1338层状化合物储氢214 
134工业氢气大规模运输方法214 
1341车船运输214 
1342管道运输219 
1343海上运输225 
参考文献226 
第14章氢燃料加注站228 
141氢气加注站228 
1411氢气加注站结构228 
1412国际动向233 
1413加氢站标准234 
1414政策与规划234 
142中国加氢站234 
1421北京绿能飞驰竞立加氢站235 
1422北京加氢站——氢能华通加氢站235 
1423上海安亭加氢站241 
1424上海济阳路加氢站242 
143移动式加氢站245 
1431主要结构246 
1432高压储氢瓶组246 
1433增压机组246 
1434加注装置246 
1435控制系统246 
1436安全246 
144氢气/天然气混合燃料加注站247 
1441中国山西国新HCNG加注站247 
1442印度HCNG加注站249 
145焦炉煤气加注站250 
参考文献251 
第15章氢燃料与燃氢交通工具252 
151氢内燃机基本概念252 
152氢内燃机历史与煤气机253 
1521氢内燃机历史253 
1522煤气机254 
153氢内燃机汽车256 
154氢涡轮发动机260 
155氢燃料火箭263 
1551氢燃料火箭背景263 
1552我国的氢火箭发动机264 
156混氢燃料265 
1561氢汽油混合燃料266 
1562氢柴油混合燃料268 
1563氢和天然气混合燃料269 
1564焦炉煤气燃料278 
1565各种燃料比较280 
参考文献281 
第16章燃氢锅炉282 
161氢气锅炉282 
1611原理282 
1612特点283 
1613应用284 
162燃氢热风炉285 
163燃氢导热油炉285 
164燃氢熔盐炉285 
165氢气炉286 
166燃氢锅炉的安全287 
参考文献287 
第17章氢气炼铁288 
171氢气炼铁背景288 
172氢气炼铁原理290 
173氢气炼铁优势与难点292 
174氢气炼铁流程、设备与产量292 
1741流态化法293 
1742直接还原铁工艺流程比较293 
1743竖炉容量294 
1744直接还原铁产量294 
175各国氢气炼铁进展294 
1751美国295 
1752日本295 
1753我国296 
176生物质制氢直接还原铁新工艺297 
177氢气炼铁前景297 
参考文献298 
第18章氢氧混合气的应用299 
181氢氧混合气原理与制备300 
182氢氧混合气历史及国际现状300 
183氢氧混合气应用304 
1831切割领域304 
1832焊接领域305 
1833医疗制药领域305 
1834汽车除碳领域306 
1835焚烧领域306 
1836脉冲吹灰306 
1837窑炉与锅炉节能307 
184氢氧混合气发生器国家标准307 
185结论308 
参考文献310 
第19章金属氢化物热压缩机312 
191金属氢化物热压缩机原理312 
192国际金属氢化物热压缩机研究313 
193我国金属氢化物热压缩机研究315 
194金属氢化物热压缩机前景316 
参考文献316 
后记迎接氢能新时代318

本书是《21世纪可持续能源丛书》之一。 
本书系统、全面地介绍了大规模工业制造氢气的方法和氢气的热化学利用。 
内容包括氢的背景，热化学制氢、电解水制氢和等离子体制氢等三种不同的制氢原理，化石能源制氢、可再生能源制氢、核能制氢、各种含氢载体制氢和副产氢气回收及其他工业制氢方法。 
本书还介绍氢的纯化、储存与运输和氢燃料的加注。 
本书的氢能应用部分没有包括已有大量文献介绍的燃料电池，而是聚焦目前就有广阔市场的氢气的各种热利用方法，包括用于内燃机车船的氢燃料、氢气炼铁、氢氧气切割、焊接金属，氢气锅炉和金属氢化物压缩机等。 
本书可供从事能源研究的工程技术人员、高等学校相关专业的教师和学生参考。也适合于从事能源领域的科技人员和管理人员及一般读者阅读。

毛宗强 
男，1947年生，江苏淮阴人。清华大学教授，博士生导师。毛宗强1970年毕业于清华大学工程化学系，1982年获清华大学化学工程硕士学位，1989-1993年留学英国，获Bradford大学化工系博士学位，1993年回国，进入氢能与燃料电池领域。2000年为国家“973”氢能项目(G2000026400)的首席科学家。毛宗强至今仍从事氢能开发，现为全国氢能标准化技术委员会(SAC／TC309)主任委员、国际氢能学会副会长、国际氢能标准委员会(1SO／TCl97)副主席、“InternationalJour-nalOfHydrogenEnergy”客座主编等。 

毛志明 
男，1977年生，北京人。2002年毕业于清华大学软件学院，计算机科学与技术专业(第二学位)，获工学学士学位。2003年起，从事节能环保、氢能项目，包括 贵州省部分火电厂能源审计，山西天然气股份有限公司HCNG加气混气站工程，HCNG重型卡车发动机台架试验，HCNG车辆改装与测试(该HCNG系列工作荣获2014年度国际氢能学会艾仁鲁道夫奖)，燃料电池用氢能系统设计、制造等，参与《氢气天然气混合燃气第1部分 车用》、《通信用氢燃料电池供电系统》等国家标准制定。