《碳中和的關鍵問題與顛覆性技術》是2023年清華大學出版社出版的圖書，作者是胡志宇。
基本介紹
- 中文名：碳中和的關鍵問題與顛覆性技術
- 作者：胡志宇
- 出版時間：2023年3月1日
- 出版社：清華大學出版社
- ISBN：9787302621096
- 定價：140 元
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書由倪維斗院士做序，胡志宇主編，收錄了王中林、劉科等30多位院士專家的力作，所介紹的新能源技術方向都是國際前沿研究熱點。本書可作為碳中和通識課程和新能源專業的教材或參考書，對於廣大讀者也是一部內容豐富的專業科普書籍。
圖書目錄
目錄
第1章實現碳達峰與碳中和目標的挑戰
1．1什麼是碳足跡、碳達峰與碳中和
1.1.1碳足跡
1.1.2碳達峰
1.1.3碳中和
1．2《京都議定書》與《巴黎協定》
1．2．1《京都議定書》
1．2．2《巴黎協定》
1．3全球氣溫升高與IPCC第六次氣候變化評估報告
1．4關於全球氣溫升高1．5℃的影響
1．5全球升溫的潛在影響及相關風險
1．5．1對氣候變化的影響
1．5．2對海平面的影響
1．5．3對陸地的影響
1．5．4對海洋生物的影響
1．5．5對個人健康、生活質量、糧食安全和水供應的影響
1．5．6對生態系統的影響
1．6符合全球升溫1．5℃的排放路徑和系統轉型
1．6．1沒有或有限過沖1．5℃的模式路徑情形
1．6．2不高於或略超過1．5℃的模式路徑情形
1．6．3在升溫不高於或略超過1．5℃的路徑加上規模化使用二氧化碳移除技術套用
1．6．4在可持續發展和努力消除貧困背景下加強全球回響
1．7實現雙碳目標面臨的挑戰
1．7．1現實阻力
1．7．2城市轉型升級
1．7．3能源生產、消費和管理方式的轉變挑戰
1．7．4對世界經濟格局造成的衝擊
1．8小結
第2章碳排放權交易的制度設計和法律問題
2．1引言
2．2國際碳排放權交易制度概述
2．2．1國際條約中的碳排放權交易制度
2．2．2美國碳排放權交易制度簡介
2．2．3歐盟碳排放權交易制度簡介
2．3國外重點碳排放權交易的法律實踐
2．3．1歐盟排放交易體系
2．3．2美國區域溫室氣體減排行動
2．3．3紐西蘭排放交易體系
2．3．4東京都排出量取引制度
2．4我國碳排放權交易與交易管理制度
2．4．1我國碳排放權交易實踐
2．4．2我國碳排放權交易管理制度
2．4．3分配與登記
2．4．4碳排放權定價與風險管理
2．4．5碳排放核查與清繳
2．4．6監督管理和罰則
2．5碳排放權交易發展前瞻與涉及的法律問題
2．5．1我國碳排放權交易發展前瞻
2．5．2碳排放權法律屬性
2．5．3碳排放權交易的風險防範
2．6小結
第3章摩擦納米發電機
3．1引言
3．2摩擦納米發電機的基本原理
3．3摩擦納米發電機的工作模式
3．4摩擦納米發電機和傳統電磁發電機的對比
3．5摩擦納米發電機的特性與套用
3．5．1電荷密度增強與高性能輸出
3．5．2電容型阻抗與主動式感測
3．5．3高電壓源與可控驅動
3．5．4能量管理與自驅動系統
3．6小結
第4章熱電轉換之多層薄膜與器件
4．1熱電效應及多層熱電薄膜
4．1．1熱電效應概述
4．1．2熱電性能參數
4．2多層熱電薄膜概述
4．2．1多層薄膜製備方法
4．2．2薄膜熱導率測試方法
4．2．3Si基多層熱電薄膜
4．2．4Sb2Te3基多層熱電薄膜
4．3多層熱電薄膜傳熱理論分析
4．3．1多層熱電薄膜熱傳輸的界面效應
4．3．2多層熱電薄膜界面處的電聲子耦合效應
4．4微型熱電器件及進展
4．4．1平面型結構
4．4．2垂直型結構
4．5小結
第5章微機電系統技術與晶片上的發電廠
5．1微機電系統簡介
5．1．1MEMS技術分類
5．1．2MEMS的發展及套用
5．1．3MEMS的特徵
5．1．4MEMS技術在熱電器件加工中的套用
5．2微機電系統熱電器件結構設計與加工工藝
5．2．1熱電器件加工工藝介紹
5．2．2熱電器件製備及測試
5．3小結
第6章熱電能源轉換技術原理及套用
6．1引言
6．2熱電轉換技術的基本原理
6．2．1熱電效應
6．2．2熱電轉換效率及熱電材料性能
6．3熱電材料的輸運基礎理論
6．3．1載流子的輸運性質
6．3．2固體中的熱傳導
6．3．3熱電材料的品質因子
6．4熱電輸運性質的測量
6．4．1電學輸運性質
6．4．2熱學輸運性質
6．5熱電材料性能最佳化策略及典型熱電材料
6．5．1載流子濃度調控最佳化電學性能
6．5．2能帶調控提升電學性能
6．5．3聲子調控最小化晶格熱傳導
6．6典型熱電材料及其性能最佳化
6．6．1低溫及近室溫區域(<300℃)典型熱電材料
6．6．2中溫區(300~800℃)典型熱電材料
6．6．3高溫區(>800℃)典型熱電材料
6．7塊體熱電器件的設計與套用
6．7．1熱電器件的結構設計
6．7．2熱電器件的電極連線與技術界面設計
6．8小結
第7章輻射製冷技術在碳中和的套用
7．1輻射製冷基礎
7．1．1傳熱基礎
7．1．2輻射制冷機理
7．1．3輻射製冷理論熱分析
7．1．4選擇性輻射體結構
7．1．5輻射冷卻器的性能指標
7．2輻射製冷材料與器件
7．2．1自然輻射體
7．2．2薄膜基輻射體
7．2．3納米顆粒基輻射體
7．2．4光子輻射體
7．3輻射製冷在MEMS熱電發電中的套用
7．3．1輻射製冷理論
7．3．2輻射體加工原理及方法
7．3．3輻射體結構與性能表征方法
7．3．4輻射製冷發電系統的建立與測試方法
7．3．5輻射體結構與性能表征測試結果
7．3．6基於輻射製冷的熱電發電
7．4小結
第8章水熱電聯產技術
8．1水熱電聯產技術套用背景
8．1．1北方城鎮供熱現狀及發展分析
8．1．2北方地區水資源概述
8．1．3我國海水淡化產業發展
8．1．4水熱電聯產技術的意義
8．2水熱電聯產技術方案
8．2．1海水淡化與水熱同產同送技術原理
8．2．2高溫淡水製備原理與流程介紹
8．2．3長距離輸送
8．2．4末端熱量析出
8．3水熱電聯產案例
8．3．1火電機組水熱同送案例
8．3．2核電機組水熱同送案例
8．3．3工程套用案例
8．4水熱電聯產技術套用前景分析
8．4．1我國核電廠現狀及供熱潛力分析
8．4．2我國火電廠現狀及供熱潛力分析
8．4．3水熱電聯產套用前景分析
8．5小結
第9章磁約束核聚變前沿科學技術
9．1核能行業與碳中和
9．2核聚變領域與碳中和
9．2．1可控核聚變的基本原理
9．2．2磁約束核聚變能的開發歷程
9．2．3中國聚變工程實驗堆
9．2．4托卡馬克的材料問題
9．3關於托卡馬克的工程問題
9．3．1第一壁結構
9．3．2第一壁結構的工作環境
9．3．3包層結構設計
9．3．4氚工廠
9．4小結
第10章凝聚態核反應
10．1什麼是凝聚態核科學
10．2凝聚態核科學簡史
10．3凝聚態核科學主要實驗結果
10．3．1束靶反應中的禁止能異常增高
10．3．2自然界中的核反應
10．3．3鈀氘系統
10．3．4鎳氫系統
10．3．5鎳合金氫(氘)氣系統
10．3．6鈦氘系統
10．3．7生物與化學系統
10．4理論解釋
10．5凝聚態核科學的影響
10．5．1科學影響
10．5．2技術影響
10．5．3經濟、社會和文化影響
第11章功能介孔碳基薄膜的界面組裝及能源套用
11．1介孔碳基薄膜材料的合成
11．1．1介孔碳
11．1．2多孔碳基薄膜組件
11．2在能源體系上的套用
11．2．1超級電容器
11．2．2鋰離子電池
11．2．3鈉離子電池
11．2．4鋰硫電池
11．2．5金屬鋰電池
11．2．6析氫反應和析氧反應
11．2．7氧還原反應
11．2．8二氧化碳還原反應
11．2．9氮氣還原反應
11．3小結
第12章分子光儲能
12．1引言
12．1．1理想的分子光儲熱體系
12．1．2常用的分子體系
12．2太陽能的收集與轉化
12．2．1分子結構最佳化
12．2．2提高光子能量
12．3太陽能的儲存
12．3．1提高能量密度
12．3．2延長半衰期
12．4釋放儲存的能量
12．5小結
第13章碳中和誤區與實現路徑
13．1關於碳中和的誤區
13．1．1第一個誤區
13．1．2第二個誤區
13．1．3第三個誤區
13．1．4第四個誤區
13．1．5第五個誤區
13．1．6第六個誤區
13．2為什麼前一百年電動車未能戰勝燃油車
13．3為什麼氫能汽車還沒有產業化
13．4為什麼甲醇可能是最好的儲氫載體
13．5造成霧霾的元兇在哪裡
13．6現實的碳中和路徑
13．6．1通過現有煤化工與可再生能源結合實現低碳能源系統
13．6．2利用煤炭領域的碳中和技術——微礦分離技術
13．6．3實現光伏與農業的綜合發展
13．6．4峰谷電與熱儲能綜合利用
13．6．5利用可再生能源製取甲醇，然後做分散式發電
13．7小結
第14章海陽核電核能供熱示範工程探索實踐與展望
14．1海陽核電核能供熱示範工程建設意義
14．1．1開展核能供熱有利於生態環境改善，促進綠色低碳發展
14．1．2開展核能供熱有利於解決清潔供熱問題，促進地企共贏發展
14．1．3開展核能供熱有利於推動核能技術創新，促進企業高質量發展
14．2開展海陽核電核能供熱示範工程的探索與實踐
14．2．1海陽核電核能供熱技術前期研究論證
14．2．2國家能源核能供熱商用示範工程實踐
14．2．3積極推進海陽核電核能供熱後續項目建設和成果套用
14．3海陽核電核能供熱長距離大規模技術研究與規劃
14．4小結
總結與展望
參考文獻
