李汉勇，北京石油化工学院能源工程系副教授、硕士生导师，长期从事氢能利用技术、掺氢及纯氢管道输送技术、液氢加氢站工艺技术等领域的教学和科研工作。主持国家自然科学基金面上项目1项、横向课题7项，以第一作者/通讯作者发表核心科技论文30余篇，主编教材4部。
侯燕，北京石油化工学院讲师，硕士生导师。主要从事相变传热传质及太阳能热化学制氢方向的研究工作。主持北京市自然科学基金1项、军工横向课题2项，参与完成多个国家级、省部级和横向课题。发表第一作者或通讯作者SCI论文11篇，授权发明专利4项。
张伟，北京石油化工学院能源工程系教授、硕士生导师，长期从事相变换热强化与相变储能、氢能利用技术、电池运行安全与热管理、太阳能与地热能高效利用等领域的教学和科研工作。研究成果获得教育部自然科学一等奖， 累计发表学术论文80余篇，获得国家专利授权12项。
徐超，华北电力大学教授，国家储能技术产教融合创新平台副主任。2015年获得国家优秀青年科学基金资助并于2017年入选“万人计划”青年拔尖人才。主要研究方向：（1）太阳能高效转化与利用；（2）储能与氢能技术热管理等。发表SCI论文130余篇，获国家授权发明专利20余项。

目录


第1章绪论（1）

1.1氢与氢能的特点（1）

1.1.1氢的性质（1）

1.1.2氢能的特点（2）

1.2氢能全产业链简介（3）

1.3氢安全（4）

1.4氢能发展前景（4）

1.5氢能对实现我国“双碳”发展战略的重要意义（5）

习题（6）

第2章制氢（7）

2.1煤气化制氢（7）

2.1.1固定床煤气化制氢（8）

2.1.2流化床煤气化制氢（8）

2.1.3气流床煤气化制氢（9）

2.2天然气制氢（11）

2.2.1天然气蒸汽重整制氢（11）

2.2.2天然气部分氧化制氢（13）

2.2.3天然气二氧化碳重整制氢（13）

2.2.4天然气催化裂解制氢（13）

2.3水电解制氢（14）

2.3.1碱性电解水制氢（15）

2.3.2质子交换膜电解水制氢（15）

2.3.3固体氧化物电解水制氢（16）

2.4甲醇制氢（17）

2.4.1甲醇蒸汽重整制氢（18）

2.4.2甲醇裂解制氢（19）

2.4.3甲醇部分氧化制氢（20）

2.5太阳能制氢（21）

2.5.1太阳能光催化分解水制氢（21）

2.5.2太阳能光电化学分解水制氢（22）

2.6工业副产氢气（23）

2.6.1氯碱副产氢气（24）

2.6.2焦炉煤气副产氢气（25）

2.6.3石化企业副产氢气（26）

2.7其他制氢方法（27）

2.7.1氨分解制氢（27）

2.7.2生物质热化学制氢（28）

2.7.3微生物制氢（29）

2.7.4生物质衍生物制氢（30）

习题（33）

第3章氢的储存（34）

3.1氢的高压气态储存（34）

3.1.1高压气态储氢原理（34）

3.1.2高压气态储氢设备（35）

3.1.3氢气高压储存的应用（40）

3.2氢的液态储存（41）

3.2.1氢的液态储存原理（41）

3.2.2氢的液态储存设备（42）

3.2.3液态储氢技术的应用（44）

3.3氢的固态储存（44）

3.3.1化学储氢（45）

3.3.2吸附储氢（49）

3.3.3固态储氢设备（50）

3.3.4固态储氢的应用（54）

3.4氢的有机液体储存（55）

3.4.1有机液体储氢原理（55）

3.4.2液体有机氢载体（55）

3.4.3有机液体储氢的特点及应用（56）

习题（56）

第4章氢的输送与加注（58）

4.1高压气态氢长管拖车输送（58）

4.1.1高压气氢的制取（58）

4.1.2氢气长管拖车（59）

4.1.3高压气氢的装卸车工艺（60）

4.2纯氢和掺氢天然气管道输送（62）

4.2.1纯氢管道输送（62）

4.2.2掺氢天然气管道输送（65）

4.3液氢的车船输送（68）

4.3.1氢气液化（68）

4.3.2液氢槽罐车充装及运输要求（69）

4.3.3液氢槽罐车船（70）

4.4其他输送方式（71）

4.4.1有机液态氢化物输送（71）

4.4.2固态氢输送（73）

4.4.3不同氢气输送方式比较（73）

4.5加氢站（73）

4.5.1加氢站类别（73）

4.5.2氢气加氢站（74）

4.5.2液氢加氢站（78）

习题（79）

第5章氢燃烧及其利用（81）

5.1氢燃烧与直接热利用（81）

5.1.1氢燃烧及特点（81）

5.1.2氢直接热利用（82）

5.2氢内燃机（84）

5.2.1氢内燃机工作原理（84）

5.2.2氢内燃机系统（85）

5.2.3氢内燃机理论循环（87）

5.2.4氢内燃机与汽油内燃机对比（88）

5.2.5氢内燃机应用实例（90）

5.3氢燃气轮机（92）

5.3.1氢燃气轮机工作原理（92）

5.3.2氢燃气轮机结构（93）

5.3.3氢燃气轮机简单理想循环（96）

5.3.4氢燃气轮机性能影响因素（97）

5.4液氢火箭（100）

5.4.1液氢火箭结构及工作原理（100）

5.4.2YF-77氢氧火箭发动机系统（101）

5.4.3氢氧火箭发动机的优势（103）

5.4.4氢氧火箭发动机性能影响因素（103）

习题（105）

第6章燃料电池及其利用（106）

6.1燃料电池（106）

6.1.1燃料电池的基本构造（106）

6.1.2燃料电池的基本工作原理（107）

6.1.3燃料电池的种类（108）

6.1.4燃料电池的特点（111）

6.2燃料电池在交通运输领域的利用（112）

6.2.1燃料电池车辆的原理（113）

6.2.2燃料电池车辆（117）

6.2.3燃料电池船舶（120）

6.2.4燃料电池机车（120）

6.2.5燃料电池飞机（121）

6.3燃料电池在储能发电领域的利用（122）

6.3.1固定式燃料电池发电（122）

6.3.2移动式燃料电池电源（124）

6.3.3微型燃料电池电源（125）

6.4我国燃料电池发展前景（127）

6.4.1自主知识产权的核心技术（127）

6.4.2电池系统的可靠性、功率密度及寿命（127）

6.4.3政策引导、技术标准及检测体系（127）

习题（128）

第7章氢在能源化工领域的利用（130）

7.1化工领域的氢利用（130）

7.1.1合成氨工业的氢利用（130）

7.1.2合成甲醇工业的氢利用（131）

7.2石油化工领域的氢利用（132）

7.2.1加氢精制（132）

7.2.2加氢裂化（135）

7.3煤化工领域的氢利用（138）

7.3.1煤间接液化工艺中的氢利用（138）

7.3.2煤直接液化工艺中的氢利用（141）

习题（145）

第8章氢在其他领域的利用（148）

8.1氢在电子行业中的利用（148）

8.1.1氢作为气氛气（148）

8.1.2氢作为原料气（149）

8.1.3氢作为蚀刻气（149）

8.1.4氢气作为载气（150）

8.2钢铁行业的氢利用（150）

8.2.1氢气炼铁的原理（151）

8.2.2富氢气基直接还原炼铁技术（152）

8.2.3富氢熔融还原炼铁技术（154）

8.3氢在医疗健康领域的应用（155）

8.3.1氢气的生物安全性（155）

8.3.2氢气治疗疾病概况（156）

8.3.3利用氢气治疗疾病的方法（157）

8.4氢核聚变（160）

8.4.1氢核聚变的原理（160）

8.4.2氢核聚变的设备（160）

8.4.3托卡马克装置实例（163）

习题（167）

第9章氢安全（169）

9.1氢的危险性分析（170）

9.1.1氢的危险性（170）

9.1.2典型氢事故案例（174）

9.2氢能利用的安全风险及预防（177）

9.2.1气态氢利用中的安全风险（177）

9.2.2液态氢利用中的安全风险（181）

9.2.3氢的安全处理及风险预防（184）

9.3氢安全技术规范（188）

9.3.1国内氢安全标准（188）

9.3.2国际氢安全标准（190）

9.4氢事故应急预案（192）

习题（195）

参考文献（197）