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《低温燃料电池：快速商业化技术》全面详细阐述了快速进入商业化的低温燃料电池技术，重点介绍聚合物电解质燃料电池。书中首先简要描述燃料电池发展历史及其商品和示范产品的应用和市场；接着详细阐述质子交换膜燃料电池组件和构建材料（聚合物膜、催化剂、气体扩散层、双极板等），以及组件的制造技术、商业化挑战及其解决技术；最后介绍了新概念低温燃料电池（可逆再生燃料电池、微生物燃料电池、直接液体燃料电池和直接固体燃料电池）。
本书可作为从事能源、电源电力、材料、化学化工，特别是燃料电池研发、设计和工程技术人员、管理人员的参考资料，也可供高等院校能源、电源电力、材料、化学化工等相关专业研究生、高年级本科生参考学习。

第1章 绪论 001
1.1 能源资源利用及发展趋势 002
1.1.1 能源资源 002
1.1.2 全球能源需求和消费 003
1.1.3 能源资源利用历史趋势 005
1.1.4 零碳能源 006
1.2 全球能源革命 006
1.3 可持续的能源技术 008
1.4 氢能源和氢经济概念 011
1.4.1 氢燃料和氢经济概念 011
1.4.2 氢经济的推动力 013
1.4.3 氢经济研究发展的国际合作 013
1.5 中国氢经济 014
1.5.1 中国氢经济发展主要推动力 016
1.5.2 中国氢能源发展总体目标、技术路线和优势 018
1.5.3 中国氢经济发展预测 019
1.5.4 中国能源低碳化发展任重道远 020
1.6 能量转换技术与氢燃料电池 020
1.6.1 氢燃料和燃料电池 021
1.6.2 能量转换技术及其比较 022
1.7 燃料电池发展200年 026
1.8 燃料电池技术在中国 030
1.8.1 资金支持 030
1.8.2 中国燃料电池研发简史 031
1.8.3 燃料电池发展示范 032
1.8.4 中国燃料电池应用领域 033
1.9 中国燃料电池发展展望 037

第2章 燃料电池技术基础 042
2.1 概述 042
2.2 燃料电池的主要类型 044
2.2.1 碱燃料电池（AFC） 044
2.2.2 磷酸燃料电池（PAFC） 045
2.2.3 固体氧化物燃料电池（SOFC） 047
2.2.4 熔融碳酸盐燃料电池（MCFC） 048
2.2.5 质子交换膜燃料电池（PEMFC） 049
2.2.6 直接甲醇燃料电池（DMFC） 051
2.2.7 小结 053
2.3 燃料电池特征和特色 057
2.3.1 降低有害污染物排放 058
2.3.2 高效率 058
2.3.3 模块化 059
2.3.4 快速负荷跟随 059
2.3.5 安静性质 060
2.3.6 应用范围广和燃料灵活性 060
2.3.7 高成本 060
2.3.8 低耐用性 061
2.3.9 氢公用基础设施 061
2.3.10 水平衡 061
2.3.11 伴生负荷 062
2.4 不同燃料电池技术的比较 062
2.4.1 燃料电池技术特征比较 062
2.4.2 燃料电池应用 064
2.5 氢燃料电池热力学分析 065
2.5.1 燃料电池反应热力学 065
2.5.2 燃料电池中的不可逆性 068
2.6 PEMFC氢燃料电池的电化学原理 069
2.6.1 引言 069
2.6.2 氢燃料电池可逆效率 070
2.6.3 可逆电压 071
2.6.4 反应物流速的影响 073
2.6.5 燃料电池的极化 074
2.6.6 燃料电池系统效率 081
2.6.7 燃料电池系统评价因子 082
2.7 单元池、电池堆和电池系统 082
2.7.1 单元池 082
2.7.2 电池堆 086
2.7.3 燃料电池系统 088
2.8 燃料电池操作条件影响 097
2.8.1 引言 097
2.8.2 控制水量和增湿的方法 098
2.8.3 冷却方式 100
2.8.4 反应物气体湿度对池性能的影响 101
2.8.5 入口气体温度的影响 104
2.8.6 操作温度效应 106
2.8.7 氧分压（氧化剂类型）效应 108

第3章 燃料电池的应用和市场Ⅰ：便携式应用和固定应用 109
3.1 概述 109
3.1.1 能量转换装置 112
3.1.2 燃料电池与热引擎和电池间的竞争 112
3.1.3 燃料电池分类和世界主要发展商 112
3.2 燃料电池的应用领域 113
3.2.1 引言 113
3.2.2 2008～2012年间燃料电池市场的增长 115
3.3 燃料电池便携式应用 118
3.4 燃料电池固定应用—分布发电单元（DG） 122
3.4.1 引言 122
3.4.2 燃料电池固定应用的商业化发展 123
3.4.3 各类燃料电池DG应用的商业化发展 124
3.5 燃料电池固定应用：应急电源和偏远地区电力系统 131
3.5.1 应急电源（EPS）或不间断电源（UPS） 131
3.5.2 偏远地区电力系统（RAPS） 133
3.6 燃料电池微CHP及其应用 134
3.6.1 热电联产（CHP）技术 134
3.6.2 商业可利用的燃料电池微CHP产品 140
3.7 燃料电池CHP系统 143
3.7.1 引言 143
3.7.2 燃料电池CHP分类和组件 144
3.7.3 燃料电池与CHP 146
3.7.4 CHP（FC-CHP）在不同部门中的应用 147
3.7.5 燃料电池CHP的优缺点 150
3.7.6 FC-CHP系统的缺点 154
3.8 FC-CHP系统现状 155
3.8.1 引言 155
3.8.2 FC-CHP在亚洲的发展 156
3.8.3 FC-CHP在欧洲的发展 158
3.8.4 FC-CHP系统在美洲的发展 159
3.8.5 FC-CHP在南非的发展 159
3.8.6 FC-CHP系统在澳大利亚的发展 159
3.9 FC-CHP系统的操作和成本 160
3.9.1 引言 160
3.9.2 耐用性和系统寿命 161
3.9.3 启动时间 163
3.9.4 性能降解 163
3.9.5 瞬时应答特性和优化操作时间 163
3.9.6 FC-CHP系统的成本 163
3.9.7 运行成本 165
3.10 燃料电池三联产系统（FC-CCHP） 165
3.10.1 引言 165
3.10.2 FC-CCHP系统的应用 168
3.11 燃料电池与其他发电装置的集成 170
3.11.1 引言 170
3.11.2 SOFC与气体透平组合 172
3.11.3 SOFC与兰开夏循环集成 174
3.11.4 燃气透平（CT）与SOFC的组合 175
3.11.5 SOFC组合技术在船舶上的应用 176

第4章 燃料电池的应用和市场Ⅱ：运输应用 178
4.1 概述 178
4.1.1 引言 178
4.1.2 燃料电池在运输部门的应用 179
4.1.3 燃料电池运输应用的商业化发展 181
4.2 电动车辆 185
4.2.1 引言 185
4.2.2 车辆分类 186
4.3 轻型燃料电池牵引车辆（LTV） 192
4.4 轻载燃料电池电动车辆（L-FCEV） 195
4.4.1 一般描述 195
4.4.2 排放降低 198
4.4.3 氢燃料 198
4.5 重载燃料电池电动车辆（H-FCEV） 201
4.5.1 引言 201
4.5.2 H-FCEV的发展实例 204
4.5.3 FCEV成本 205
4.6 氢燃料电池大客车的发展和示范试验 205
4.6.1 引言 205
4.6.2 电动大巴技术概述 206
4.6.3 电动大巴市场趋势 207
4.6.4 燃料电池电动大巴在各国的发展简况 208
4.6.5 美国燃料电池大巴 210
4.6.6 欧洲燃料电池大巴 213
4.6.7 加拿大燃料电池大巴 215
4.6.8 电动大巴的性能特色 219
4.6.9 燃料电池大巴（FCEB）的成就和挑战 224
4.7 燃料电池车辆中的燃料电池和氢燃料问题以及计划目标 225
4.7.1 燃料电池技术 225
4.7.2 氢公用基础设施 229
4.7.3 计划和目标 231
4.8 燃料电池在航空器中的应用 233
4.9 燃料电池应用于船舶推进 235
4.9.1 引言 235
4.9.2 船上应用燃料电池的项目和研究 235
4.9.3 潜艇 241
4.9.4 船舶用燃料电池 243
4.10 燃料电池辅助功率单元 244
4.10.1 对辅助功率单元的需求 244
4.10.2 燃料电池辅助功率单元市场应用分析 246
4.10.3 SOFC辅助功率单元样机 252
4.10.4 高温PEMFC燃料电池辅助功率单元（HT-PEMFC APU） 254

第5章 PEFC材料和制造Ⅰ：聚合物电解质 257
5.1 概述 257
5.1.1 聚合物电解质燃料电池 257
5.1.2 聚合物电解质膜 258
5.1.3 中低温燃料电池聚合物电解质膜分类 260
5.2 聚合物电解质膜材料 261
5.2.1 全氟磺酸离子交联聚合物 261
5.2.2 部分氟化聚合物 265
5.2.3 非氟化聚合物 266
5.2.4 聚合物掺合物 267
5.2.5 无水聚合物—酸碱复合物 268
5.2.6 聚合物电解质膜的质子电导率 269
5.2.7 可替代Nafion的聚合物电解质膜小结 270
5.2.8 聚合物电解质膜的基础研究 271
5.3 中温和低湿度磺化烃类膜 272
5.3.1 引言 272
5.3.2 高性能磺化烃类PEM 274
5.3.3 磺化烃类PEM的物理化学调变 280
5.3.4 表面改性—氟化PEM 283
5.3.5 热退火 285
5.4 高温酸掺杂PBI电解质膜 287
5.4.1 引言 287
5.4.2 PBI基高温PEMFC 288
5.4.3 高温操作HT-PEMFC的主要优缺点 288
5.4.4 PBI聚合物膜 289
5.4.5 酸掺杂聚苯并咪唑膜 290
5.4.6 PBI的合成和改性 291
5.4.7 PBI膜的制作和改性 292
5.4.8 PBI膜燃料电池初步性能 293
5.4.9 酸碱络合物膜 293
5.5 陶瓷PEM膜材料 295
5.6 PEM中的质子传导机理 296
5.7 复合物质子交换膜 297
5.7.1 引言 297
5.7.2 聚合物复合物膜的概念和设计 302
5.7.3 聚合物复合物膜的材料 305
5.7.4 有机-无机纳米复合物PEM的制备 311
5.7.5 不同类型聚合物复合物膜 315
5.7.6 聚合物复合膜小结 324
5.8 阴离子交换膜材料 325
5.8.1 引言 325
5.8.2 SAFC对阴离子交换膜的要求 327
5.8.3 阴离子交换膜 327
5.8.4 AAEMFC应用要解决的问题 329