面向碳中和的氫能與燃料電池技術

1.緒論
1.1中國氫能利用政策與發展/2
1.2國外氫能利用政策與發展/6
1.3中國氫能產業鏈狀況/10
1.4制氫現狀/12
1.5氫氣儲運現狀/15
1.6氫氣應用現狀/19
1.7中國氫能產業展望/22

2.氫氣制取技術
2.1傳統制氫技術/24
2.1.1化石燃料制氫/24
2.1.2化工副產品氫氣回收/31
2.1.3含氫物制氫/33
2.2電解水制氫技術/35
2.2.1鹼性水電解技術/36
2.2.2陰離子交換膜水電解技術/38
2.2.3質子交換膜水電解技術/39
2.2.4固體氧化物水電解技術/44
2.3風電制氫技術/47
2.3.1風電制氫分類與特徵/48
2.3.2風電制氫技術研究/50
2.3.3風力發電關鍵技術/54
2.4太陽能及光解水制氫技術/58
2.4.1太陽能熱分解制氫/58
2.4.2太陽光解水制氫/62
2.4.3光伏發電-電解水制氫/64
2.5生物制氫技術/66
2.5.1化學法制氫/66
2.5.2生物法制氫/70
2.6核能制氫技術/75
2.6.1 S-I迴圈制氫/75
2.6.2 Cu-Cl迴圈制氫/76

3.氫氣儲運技術
3.1氫氣儲存技術/79
3.1.1氣態儲氫/79
3.1.2低溫液態儲氫/80
3.1.3有機液態儲氫/82
3.1.4固態儲氫/84
3.2氫氣運輸技術/86
3.2.1氣態運輸/86
3.2.2液態運輸/91
3.2.3固態運輸/93
3.3加氫站注氫/94

4.氫燃料電池技術及其發展
4.1氫燃料電池基本原理/97
4.1.1鹼性燃料電池/98
4.1.2磷酸燃料電池/102
4.1.3熔融碳酸鹽燃料電池/104
4.1.4質子交換膜燃料電池/107
4.1.5固體氧化物燃料電池/110
4.2氫燃料電池關鍵技術/116
4.2.1膜電極組件/118
4.2.2雙極板/120
4.2.3氫燃料電池系統部件/121
4.2.4系統控制策略/122
4.3中國氫燃料電池技術發展方向/123
4.3.1關鍵材料及元件/123
4.3.2重點發展方向/125

5.氫燃料電池技術應用
5.1汽車氫燃料電池應用/130
5.1.1氫燃料電池汽車現狀/130
5.1.2氫燃料電池汽車發展趨勢/133
5.1.3中國氫燃料電池汽車產業/134
5.2船舶氫燃料電池應用/136
5.2.1氫燃料動力船舶發展現狀/136
5.2.2燃料電池動力相關標準規範/140
5.3航空氫燃料電池應用/142
5.3.1 PEMFC動力系統/143
5.3.2 SOFC動力系統發展現狀/148
5.4分散式能源氫燃料電池應用/149
5.4.1燃料電池與其他發電方式對比/150
5.4.2固定電站燃料電池應用/152
5.4.3微型熱電聯供系統燃料電池應用/153
5.4.4可再生能源蓄能系統燃料電池應用/155
5.5大功率燃料電池應用發展瓶頸/156
5.5.1高活性、高穩定性催化劑與電極/157
5.5.2增強複合薄膜/158
5.5.3雙極板流場與材料/159

6.氫動力集成系統應用技術
6.1氫燃料燃氣輪機技術/163
6.1.1氫燃料燃氣輪機技術研究現狀/164
6.1.2氫燃料燃氣輪機研究進展/165
6.1.3氫燃料燃氣輪機在新能源中的定位與作用/168
6.1.4氫燃料燃氣輪機發電示範專案情況/169
6.1.5制氫技術及氫燃料發電經濟性/170
6.2氫內燃機技術/171
6.2.1氫內燃機的特點/171
6.2.2氫內燃機技術發展分析/173
6.2.3氫內燃機研發/177
6.3燃料電池燃氣輪機混合發電系統/182
6.3.1熔融碳酸鹽燃料電池一燃氣輪機(MCFC-GT)混合發電系統/183
6.3.2固體氧化物燃料電池一燃氣輪機(SOFC-GT)混合發電系統/186

7.中國典型城市氫能經濟性分析
7.1加氫站氫氣成本經濟性計算模型/191
7.2典型城市加氫站氫氣總成本分析/193
7.3示範區域制氫資源分析/194
7.4低成本氫源案例/195
7.5氫能經濟性提升/197

參考文獻

呂小靜，工學博士，上海交通大學副教授、博士生導師，英國倫敦大學學院客座研究員，上海能源研究會城市能源專委會副主任委員，入選上海市青年科技“揚帆”“啟明星”人才計畫。長期從事燃料電池/燃機智能混動、智慧能源微網優化設計與智慧調控、船舶微網等方面的研究。作為獨立PI，主持國家及省部級項目10多項;發表論文70篇;授權發明專利12項;參編出版圖書4部。

翁一武，上海交通大學機動學院教授、首席研究員，上海交通大學能源研究院副院長。長期以來致力於微小型燃氣輪機、分散式智慧供能系統、先進船舶動力技術及控制和新能源技術方面的研究。曾主持10多項國家省部級重大專案（863專案、工程院重大諮詢專案、國家自然基金重大計畫專案、科技部國際合作專案、國防軍工專案和上海市重大科研專案等）。獲得省部級科技進步獎3項，其中排名第一、第二各1項，發表國際、國內論文100餘篇，編寫專著3部，授權中國發明專利15項、美國專利2項。