本教材主要内容包括氢经济和氢电耦合的内涵、氢的物理和化学性质、典型制氢技术原理与电解水制氢技术及装置、典型储运氢技术（含高压气态储氢、液态氢储存、低压固态储氢、有机液态储氢、管道与车船输运氢等）、燃料电池技术（含基本原理、分类、特点，以及质子交换膜燃料电池组件、水热传输与管理、电堆及系统）、氢电转换技术（含电氢转换和氢电转换技术及其典型应用）以及氢安全（包括氢安全基础、氢气生产与储运安全、燃料电池应用与加氢站安全）。书中聚焦“氢电耦合”这一实现可再生能源大规模消纳与提升电力系统灵活性的关键技术路径，融入了固态储氢装置热管理、电解槽供电控制等前沿工程实例。
本教材可供新能源材料与器件、新能源科学与工程、储能科学与工程、材料科学与工程、化学工程与工艺、电气工程及其自动化、热能与动力工程及其他相关专业的本科生和研究生教学使用，也可作为氢能从业人员的参考书。
第1章概述
1.1氢能和氢经济 001
1.2氢的物理化学性质 003
1.2.1氢的概述 003
1.2.2氢的物理性质 006
1.2.3氢的化学性质 007
1.3氢电耦合技术 010
1.4氢能的发展趋势 013
1.5小结与展望 015
习题 015
参考文献 015
第2章制氢技术
2.1制氢技术分类及原理 017
2.1.1化石能源制氢 020
2.1.2电解水制氢 021
2.1.3化工副产物制氢 023
2.1.4生物质制氢 024
2.1.5太阳能制氢 026
2.1.6化学链技术制氢 031
2.2电解水制氢技术及装置 034
2.2.1碱性电解水制氢技术及装置 034
2.2.2质子交换膜电解水制氢技术及装置 041
2.2.3阴离子交换膜电解水制氢技术及装置 048
2.2.4固体氧化物电解水制氢技术及装置 051
2.3先进制氢技术 053
2.3.1核能制氢 053
2.3.2电催化分解氨制氢 054
2.3.3生物电化学制氢 056
2.3.4金属硼氢化物氨合物水解制氢 061
2.4小结与展望 065
习题 066
参考文献 066
第3章储运氢技术
3.1储运氢技术概述 070
3.1.1氢的储存技术 070
3.1.2氢运输技术 073
3.1.3氢气储运的问题与发展趋势 074
3.2高压气态储氢技术 074
3.2.1高压氢气的压缩 074
3.2.2氢压缩机 075
3.2.3高压储氢容器 078
3.3低温液态储氢技术 083
3.3.1氢气液化原理和工艺 083
3.3.2液态氢容器 086
3.4低压固态储氢技术 088
3.4.1金属氢化物储氢 088
3.4.2吸附储氢 090
3.4.3复杂氢化物储氢 092
3.4.4制氢储氢一体化技术 095
3.5低压固态储氢装置及热管理技术 103
3.5.1固态储氢装置类型 103
3.5.2传热强化措施 105
3.5.3固态储氢装置热管理系统 108
3.6有机液态储氢技术 109
3.6.1有机液态储氢技术概述 109
3.6.2氢载体 111
3.6.3催化剂 115
3.6.4有机液态储氢技术发展情况 117
3.7输运氢技术 119
3.7.1管道输氢技术 120
3.7.2车船运氢技术 122
3.8小结与展望 127
习题 127
参考文献 128
第4章燃料电池技术
4.1燃料电池技术概述 130
4.1.1燃料电池技术的基本概念 130
4.1.2燃料电池的发展历程 130
4.2燃料电池的基本原理 132
4.2.1燃料电池的热力学原理 132
4.2.2燃料电池的动力学原理 134
4.3燃料电池的分类 137
4.4燃料电池的特点 138
4.4.1燃料电池的优点 138
4.4.2燃料电池的缺点 139
4.5质子交换膜燃料电池 139
4.5.1质子交换膜燃料电池工作原理 140
4.5.2质子交换膜燃料电池组件 140
4.5.3质子交换膜燃料电池膜电极设计 142
4.5.4质子交换膜燃料电池水热传输机制 144
4.5.5热管理 148
4.5.6质子交换膜燃料电池堆 151
4.5.7质子交换膜燃料电池系统 152
4.6质子交换膜燃料电池的车载应用 154
4.6.1燃料电池电动汽车 154
4.6.2燃料电池混合动力汽车 155
4.7小结与展望 158
习题 158
参考文献 159
第5章电氢转换与氢电转换技术
5.1电氢转换技术 160
5.1.1电氢转换技术概述 160
5.1.2电解槽供电电源选择与设计 160
5.1.3电解槽电压、电流调节与控制 168
5.2氢电转换技术 169
5.2.1氢电转换技术概述 169
5.2.2燃料电池电能系统 170
5.2.3氢发动机电能系统 175
5.3氢电转换技术的典型应用 176
5.3.1氢电转换技术在交通领域的应用 176
5.3.2氢电转换技术在电力领域的应用 179
5.4小结与展望 181
习题 182
参考文献 182
第6章氢安全
6.1氢安全基础 183
6.1.1氢气性质 183
6.1.2氢安全通则 185
6.1.3氢事故种类 186
6.1.4氢脆 187
6.1.5氢风险评估 188
6.2氢气生产与储运安全 188
6.2.1水电解制氢安全 188
6.2.2重整制氢安全 190
6.2.3氢气提纯安全 190
6.2.4液氢生产安全 192
6.2.5氢储运安全 195
6.3氢燃料电池应用安全与加氢站安全 198
6.3.1氢燃料电池氢气的安全性 198
6.3.2氢燃料电池车安全 201
6.3.3氢燃料电池船舶安全 204
6.3.4氢其他应用安全 207
6.3.5加氢站安全 209
6.4小结与展望 214
习题 214
参考文献 215
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