动力工程
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典型Zintl相材料热电理论闫玉丽 冯真真 张光彪自20世纪70年代以来,在以原油价格暴涨为标志的“能源危机”之后,社会上又相继出现以臭氧层破坏和温室气体效应为首的“全球变暖危机”。为此,各国科学家都在致力于寻求高效、无污染的新的能量转化利用方式。热电材料作为一种新型的绿色能源材料,可以达到合理有效利用工农业余热及废热、汽车废气、地热、太阳能及海洋温差等能量的目的。它利用固体中载流子和声子的输运及其相互作用,实现热能和电能之间的直接相互转化,具有无污染、无噪声、无磨损、体积小、反应快、易于维护、安全可靠等优点,有着极其广泛的应用前景。20世纪50年代,苏联物理学家Abram loffe和他的同事提出了半导体热电理论,指出优良的热电材料一般要有大的载流子迁移率和能带有效质量及低的晶格热导率。并根据这些理论,科学家们发现了一些性能较好的常规半导体热电材料,如适合室温使用的Bi2Te3合金、中温(700 K)使用的PbTe、高温(1000 K)使用的SiGe合金和更高温(1000 K以上)使用的SiC等,这些材料的热电优值(ZT)可以达到或接近1.0(对应热电转换效率小于10%),另外还有一些具有优异热电性能材料的ZT可达到2.0。然而,若想获得与传统热机相当的转换效率,材料的平均ZT需达到3.0左右。从热力学的基本定理来说,热电优值没有上限,因此,探索具有高转换效率的新型热电材料具有重要的科学意义和实用价值。作者10余年来一直从事热电特性的理论研究,特别是Zintl相化合物热电特性的研究。这类化合物符合“电子晶体-声子玻璃”的概念,如具有5-2-6、3-1-3或2-1-2化学计量比的Zintl相化合物中,阳离子贡献出全部的价电子给阴离子基团,阴离子基团一般通过共价键形成四面体结构,这些四面体通过角共享、边共享或角共享和边共享交替出现的形式形成一维的直链或一维扭曲的螺旋链或分散的四面体对等,而阴离子基团中元素的电负性一般差别不大,同时阴离子基团中的不等价位原子会使各共价键的键长、键角和键能各不相同,这样复杂的晶格结构有利于降低晶格热导率,并为通过能带工程、声子调控等手段提升材料的热电性能提供了得天独厚的条件,是有广阔应用前景的热电材料。本书写作过程中力求向读者传授自己研究的心路历程和思考探索方法,希冀能够对正在或将来从事热电研究的科研工作者有一定的启发和帮助。本书第1章简述热电转换的基本原理、热电材料性能优化策略。第2章阐述了基于密度泛函的第一性原理的理论基础和研究方法。第3、第4、第5和第6章主要介绍了Zintl相化合物A5M2Pn6、A3MPn3和Ba2ZnPn2的晶格结构、电子结构和热电特性,重点讨论A5M2Pn6和A3MPn3化合物中阴离子基团不同排布方式的成因,并分析影响其电子结构和热电特性的微观机制,通过分析试图找到元素的特性、晶格结构、电子结构和电子输运特性之间的内在联系,为实验上合成高性能热电材料提供理论依据。第7章探究几种弹性散射机制下,能带简并度、能带有效质量、能带各向异性和热电特性的关系,通过探究试图探寻不同散射机制下优良热电材料电子结构的特性。 -
抽水蓄能产业发展报告2021水电水利规划设计总院本书由水电水利规划设计总院联合中国水力发电工程学会抽水蓄能行业分会共同编写。本书坚持深入贯彻落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略,立足于做好“碳达峰、碳中和”工作的新任务、新要求,对中国抽水蓄能产业发展状况进行了全面系统的整理和归纳总结,介绍了抽水蓄能电站建设管理体系、工程建设技术以及装备制造情况,回顾了2021年抽水蓄能电站建设、运行情况,对2021年出台的主要抽水蓄能政策进行了解读,展望了2022年度发展情况。 -
退役动力锂电池再生利用蓝皮书材料科学姑苏实验室,生态环境部固体废物与化学品管理技术中心,苏州博萃循环科技有限公司 著本书着重分析了动力锂电池产业现状,从退役动力锂电池回收技术发展、退役动力锂电池回收法律、法规、标准和动力锂电池材料全生命周期计算及典型案例等多个方面,来展现全球退役动力锂电池产业的产业现状和发展趋势。《蓝皮书》以新能源汽车及动力锂电池的市场动态、动力锂电池关键材料、现状及发展趋势开篇,介绍了全球各地区动力锂电池产业现状、电池装机量、主要电池生产企业及其产能、不同电池市场份额,未来动力锂电池技术提升路线。本书旨在从动力锂电池回收全产业链角度,分析资源供给、利用技术与装备、过程污染控制、政策法规、产业上下游等多层面的发展现状,最终形成退役动力锂电池再生利用产业发展路线图,为新能源汽车产业的可持续发展提供支撑。 -
新能源技术基础与应用李风海,张传祥 著新能源的开发和利用受到了人们的广泛关注。本书结合当今国内外新能源领域的发展现状,对生物质能、电池能、氢能、核能、可燃冰以及其他形式的新能源(太阳能、海洋能、地热能、风能、水能)的概念、原理、技术和发展趋势等进行了较为系统的阐述,对新能源技术基础及应用等进行了重点介绍,内容丰富,覆盖面广。 本书力求简明扼要,体现针对性、实用性和先进性。本书可供从事新能源、化学、化工、新材料和环境工程等相关学科的工程技术人员、研究人员参考,也可作为高等学校、高职高专院校热能动力设备及应用、能源工程、环境工程等专业的教学参考书或教材。 -
电力系统继电保护整定计算原理与算例陈根永,郭彦勋 编本书介绍了电力系统继电保护的整定计算原理,并结合计算原理给出了典型算例。书中较为详细地讲述了输电线路、变压器、发电机、电容器、母线保护的整定计算原则和整定计算方法,对线路的电流保护、相间距离保护、接地距离保护、高频保护、电力变压器保护、发电机的保护以及电力电容器保护进行了具体的算例分析,增加了传统直流输电系统保护和柔性直流输电系统保护及算例的相关内容。附录中还提供了两套继电保护模拟试题与参考答案。 本书既可供从事电力系统继电保护设计、整定和调试的工程技术人员学习参考,也可作为高等院校电气工程以及相关专业的教材。 -
环境工程CAD绘图快速入门谭荣伟 著《环境工程CAD 绘图快速入门(视频+ 案例版)》通过视频操作讲解与专业实例介绍相结合,详细介绍了AutoCAD 绘图各种操作技法及其在环境工程中的使用方法,为环境工程学习CAD 绘图提供快速直观的操作指导和练习案例。 本书分上下两篇,上篇以AutoCAD 2022 简体中文版本为例,对AutoCAD 常用功能命令及基本操作,以“文字+ 视频” 的方式逐一讲解其绘图操作步骤及使用方法。视频操作简单明了。文字内容与讲解视频紧密结合,快速直观便于学习,易于掌握。下篇详细介绍环境工程常见设计图案例绘制方法,是CAD在环境工程绘图中的具体应用。通过丰富的专业案例练习,可以进一步巩固上篇所学内容,快速掌握CAD绘图技能。 本书适合从事环境工程、环境保护、环境监督、环境咨询管理等专业的设计师、工程师与相关施工管理技术人员作为学习AutoCAD 进行环境工程设计图形绘制的实用入门指导用书;也可以作为环境工程相关行业领域初、中级技术职业学校和高等院校师生的教学、自学CAD 图书以及社会相关领域CAD 培训实用教材,也是环境工程学习CAD 绘图不可多得的参考资料。 -
海洋油气井导管安装方法杨进 著本书包括六章内容,可分为三个部分。第一部分(第二章)从海洋油气导管的功能入手,按照油气导管所处作业环境,将其分为水上井口和水下井口两类,分别重点介绍这两大类井口的探井和开发井油气导管主要组成及其结构特点,并给出国际典型的浅水和深水井口装置结构。第二部分(第三、四、五章)主要以海洋油气导管安装为目标,分别论述了海洋油气井安装油气导管的三种主流方法(分别是:钻入法、锤入法和喷射法)的施工工艺和装备,同时重点介绍了三种海洋油气导管安装方法的关键设计技术。在第一和第二部分基础上,第三部分结合地质、海洋环境和施工作业因素,重点分析了三种施工工艺的差异性和彼此的适用性,可为海洋油气导管安装方法选择提供科学依据。 -
过冷水滴的结冰与碰撞及其耦合特性研究张旋 著生产生活中的宏观结冰/霜等实际上是单个过冷小水滴与壁面作用而结冰并逐渐积累形成宏观冰层的过程。为了减小结冰/霜导致的危害,本书对过冷水滴的结冰与碰撞特性开展研究,首先解耦研究静置过冷水滴的结冰和常温水滴的碰撞特性,然后耦合研究过冷水滴的碰撞结冰过程,最后基于单个过来水滴碰撞结冰的研究建立宏观积冰模型。本书旨在阐明过冷水滴结冰与碰撞的耦合机理,理解过冷水滴碰撞结冰过程中的传热与流动机制,为改善结/防/除冰相关的工程应用提供理论基础和技术参考。 -
全球碳中和战略研究王振,彭峰 著作为世界上最大的发展中国家,中国将完成全球最高碳排放强度降幅,用全球历史上最短的时间实现从碳达峰到碳中和。这是一场伟大的战略部署,也是一场艰巨的战略行动。我们要坚定推动经济社会的系统性变革,勇敢迎接前所未有的困难挑战,把实现碳达峰、碳中和作为我们社会主义现代化建设的重要前行目标和巨大动力源泉,深入践行新发展理念,加快转变经济发展方式,培育壮大技术创新优势,破解资源环境瓶颈约束,促进人与自然和谐共生。作为全球生态文明建设的参与者、贡献者、引领者,我们要进一步深化对外开放,与世界共舞,学习借鉴发达国家推进碳达峰到碳中和的成功做法和宝贵经验,主动发挥大国担当,贡献中国智慧和方案,为全球实现《巴黎协定》规定的目标注入强大动力,为构建人类命运共同体、共建清洁美丽世界作出积极贡献。 -
突发水污染事故查控处一体化风险管控技术及应用闫志明,王兴,回蕴珉,孙贻超 编《突发水污染事故查控处一体化风险管控技术及应用》在总结突发水污染事故特点以及突发水污染事故风险管控技术现状及其需求的基础上,重点介绍风险事故现场安全侦测与快速监测技术的研发及应用、突发水污染典型事故废水应急处置技术的研发及应用、复合应急工艺与装备快速组合集成系统的构建、滨海工业带水环境风险实时管控与应急指挥系统的开发及应用、查控处一体化风险管控技术的系统化整合方案,并对突发环境污染事件的应对和挑战提出了建议。本书可供环境监测工作人员、环境科研工作者、政府机构管理人员、高等院校环境专业师生阅读参考。
