《氫能與燃料電池》，四川大學提供的慕課課程，授課老師是吳朝玲、王剛、王倩。
基本介紹
- 中文名：氫能與燃料電池
- 提供院校：四川大學
- 類別：慕課
- 授課老師：吳朝玲、王剛、王倩
課程大綱,參考教材,
課程大綱
第一周 概述（上）
1.1新能源的範疇；1.2氫燃料電池車鋰離子電動車動力系統的區別
1.3人類發展史上能源載體的變遷過程；1.4能源需求vs能源供給
1.5化石能源帶來的問題
第一周 概述（上）單元測驗
第一周 概述（下）
1.6可逆和不可逆儲能系統；1.7氫的循環利用-1
1.7氫的循環利用-2
1.7氫的循環利用-3
第一周 概述 （下） 單元測驗
第一周 氫發展史
2.1氫發展史上的大事年表：2.1.1發現氫氣；2.1.2氫氧高壓放電合成水；2.1.3電解水制氫和氧的可能性；2.1.4伏打電池-現代燃料電池雛形
2.1.5金屬氫化物；2.1.6液態氫；2.1.7儲氫技術發展進程；2.1.8氫的同位素及氫彈；2.1.9制氫到氫的套用過程
2.1.10氫在交通領域的套用示例；2.2 Hindenburg和Challenger空難
第一周 氫發展史 單元測驗
第二周 從化石燃料到氫燃料（上）
3.1化石燃料：3.1.1化石燃料發展歷史；3.1.2-1化石燃料的優勢及套用
3.1.2-2化石燃料的優勢及套用
3.1.3-1化石燃料的形成和組成
3.1.3-2化石燃料的形成和組成
3.1.3-3化石燃料的形成和組成；3.1.4-1化石燃料的儲量及產量
3.1.4-2化石燃料的儲量及產量
第二周 氫燃料（上） 單元測驗
第三周 氫燃料（下）
3.1.4-3化石燃料的儲量及產量；3.1.5-1化石燃料對環境的影響及應對措施
3.1.5-2化石燃料對環境的影響及應對措施
3.1.5-3化石燃料對環境的影響及應對措施
3.1.5-4化石燃料對環境的影響及應對措施
3.1.6-1能源未來的發展方向
3.1.6-2能源未來的發展方向
3.2：碳循環及生物質能：3.2.1碳循環
3.2.2-1生物質能來源及優缺點
3.2.2-2生物質能來源及優缺點；3.2.3生物質能的套用策略；3.2.4生物質制氫、制生物質燃料的套用
第三章氫燃料 實驗
第三周 從化石燃料到氫燃料（下） 單元測驗
第四周 氫的性質
4.1氫的同位素
4.2與分子氫相關的幾個基本術語
4.3. 氫的物理性質-1
4.3. 氫的物理性質-2
4.4氫的化學性質及擴散：4.4.1氫在各種物質中的擴散；4.4.2決定氫化學性質的四個重要過程；4.4.3氫化物形成元素及其電負性；4.4.4 氫與其它物質間的代表性化學反應
4.4.5 氫化物的分類； 4.4.6氫鍵 ；4.4.7氫的點火與爆炸特性； 4.4.8三類燃料(氫、汽油和天然氣)的燃燒和爆炸特性
4.5氫與固體表面的相互作用：4.5.1固體表面的分層特徵； 4.5.2潔淨金屬表面的活化/非活化物理/化學吸附勢能曲線
4.5.3氫吸附的主要影響因素；4.5.4氫脆；4.6氫的四種化學態：4.6.1氫的四種化學態概述 ；
4.6.2四種化學態的氫相互轉換途徑及其套用領域
4.7 提高金屬間化合物表面特性的技術和原理
第四周 氫的性質 單元測驗
第五周 制氫技術
5.1 煤和碳氫化合物制氫技術：5.1.1 化石燃料制氫的物理化學基礎
5.1.2 煤制氫技術
5.1.3 天然氣重整制氫
5.1.4 生物質重整制氫
5.2 電解水制氫技術：5.2.1 電解水制氫的基本原理
5.2.2 鹼性電解水制氫技術 5.2.3 固體聚合物電解槽
5.2.4 固體氧化物電解池（SOEC） 5.2.5 利用可再生能源的電解水制氫 5.2.6 總結與展望
5.3 水的熱化學制氫技術：5.3.1 工作原理
5.3.2 熱化學制氫技術前沿 5.3.3 優勢和劣勢
5.4 光-電化學制氫技術1
5.4 光-電化學制氫技術2
5.5 光-生物制氫技術1
5.5 光-生物制氫技術2
第五章制氫技術 實驗
第五周制氫技術 單元測驗
第六周 儲氫技術（上）
6.1分子態儲氫技術：6.1.1氫氣與天然氣的主要特徵差異；6.1.2氫同位素的原子結構及氫的成鍵特性
6.1.3儲氫系統的兩大準則；6.1.4六種可逆儲氫技術簡述；6.1.5高壓儲氫：6.1.5-1高壓氣瓶
6.1.5-2高壓儲氫罐體積儲氫密度與質量儲氫密度的關係；6.1.5-3高壓氫氣的壓縮方式
6.1.6液態儲氫：6.1.6-1氫氣液化過程
6.1.6-2液態氫儲存容器；6.1.6-3液態氫的套用前景；6.1.6-4高壓氫與液態氫比較
6.2 吸附儲氫技術：6.2.1物理吸附儲氫技術
6.2.2化學吸附儲氫技術 6.2.3 吸放氫特性測試方法
6.2.4三類吸附儲氫材料：6.2.4-1吸附儲氫材料-碳材料
6.2.4-2吸附儲氫材料-沸石；6.2.4-3吸附儲氫材料-金屬有機框架結構(MOFs)
第六周 儲氫技術（上）單元測驗
第七周 第六章 儲氫技術（下）
6.3金屬氫化物儲氫（1）
6.3.金屬氫化物儲氫（2）
第六章 PCT測試實驗
6.4過渡金屬氫化物儲氫；6.5-1非過渡金屬氫化物儲氫
6.5-2非過渡金屬氫化物儲氫
6.6可控水解制氫
6.7金屬N-H體系儲氫材料
6.8氨和氨基化合物儲氫
第七周儲氫技術（下）單元測驗
第八周 燃料電池（上）
7.1燃料電池概述：7.1.1 燃料電池的結構
7.1.2燃料電池的關鍵材料和部件：7.1.2.1燃料電池的關鍵材料
7.1.2.2燃料電池關鍵部件
7.1.3燃料電池的工作原理
7.1.4 燃料電池的特點，7.1.5 燃料電池的分類和套用
7.1.6 燃料電池的發展歷程：7.1.6.1 國內外燃料電池的發展現狀
7.1.6.2 日本的燃料電池發展現狀及規劃
7.2 鹼性燃料電池（AFC）：7.2.1 鹼性燃料電池的結構及工作原理，7.2.2 鹼性燃料電池的特點，7.2.3 鹼性燃料電池的發展現狀
7.3 磷酸型燃料電池（PAFC）：7.3.1 磷酸燃料電池的結構及工作原理，7.3.2 磷酸燃料電池的特點
7.3.3 磷酸燃料電池的發展現狀
第八周 燃料電池（上）單元測驗
第九周 第七章 燃料電池（下）
7.4 質子交換膜燃料電池（PEMFC）：7.4.1 質子交換膜燃料電池的結構及工作原理
7.4.2 質子交換膜燃料電池的特點
7.4.3 質子交換膜燃料電池的發展現狀
實驗：質子交換膜燃料電池單電池的組裝及測試
7.5 熔融碳酸鹽型燃料電池（MCFC）：7.5.1 熔融碳酸鹽燃料電池的結構及工作原理，7.5.2 熔融碳酸鹽燃料電池的特點
7.5.3 熔融碳酸鹽燃料電池的發展現狀
7.6 固體氧化物燃料電池（SOFC）：7.6.1 固體氧化物燃料電池的結構及工作原理
7.6.2 固體氧化物燃料電池的特點
7.6.3 固體氧化物燃料電池的發展現狀
第九周 第七章 燃料電池（下）單元檢測
第九周 第八章 氫的典型套用案例
8.1 氫的典型套用案例-1
8.2 氫的典型套用案例-2
8.3 氫的典型套用案例-3
第九周 氫的典型套用案例 單元測驗
參考教材
Hydrogen as a Future Energy Carrier, Andreas Züttel, Andreas Borgschulte, and Louis Schlapbach, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2008
燃料電池 : 原理·關鍵材料和技術，章俊良, 蔣峰景編著，上海交通大學出版社, 2014
氫與氫能，李星國，機械工業出版社，2012
先進儲氫材料導論，朱敏，科學出版社，2015
儲氫材料，鬍子龍，化學工業出版社，2002
燃料電池和燃料電池車發展歷程及技術現狀，衣寶廉等，科學出版社, 2018
PEM燃料電池 : 理論與實踐 ， (美) 弗朗諾·巴爾伯(Frano Barbir) 著 ; 李東紅, 連曉峰等譯，機械工業出版社, 2016
建議參考的資料庫：web of science、elsevier、CNKI
