內容簡介
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目錄
1 什麼是氫能1.1 氫的基本性質
1.1.1 氫能的定義
1.1.2 氫元素
1.1.3 氫的基礎物性
1.2 作為能量載體的氫
1.3 利用氫能的意義
1.3.1 對氫能導入的期待
1.3.2 氫能社會的中間情景
1.3.3 氫在各種地球溫暖化對策中的意義
1.3.4 以氫為中間載體的中低溫熱能的高品質再利用
1.4 地球上物質循環中氫能的定位
1.5 氫能技術的開發歷史
1.6 能源資源與氫
1.6.1 今後的能源需求將增加
1.6.2 有關化石能源有限性的討論
1.6.3 地球溫暖化的應對
1.6.4 利用氫能來解決的可能性
引用參考文獻
2 氫的製取
2.1 燃料的改質
2.1.1 水蒸氣改質反應
2.1.2 部分氧化反應
2.1.3 自熱改質反應
2.1.4 CO變質反應
2.1.5 脫 硫
2.1.6 改質技術的開發動向
2.1.7 煤的改質
2.2 水的分解
2.2.1 水的電解
2.2.2 水的熱化學分解法（熱化學制氫法）
2.2.3 水的光解
2.3 副產氫氣的利用
2.3.1 食鹽電解行業的副產氫氣
2.3.2 鋼鐵行業的副產氫氣
2.3.3 利用已有制氫設備制氫
2.3.4 副產氫氣與能源體系
2.4 生物質的利用
2.4.1 熱化學氣化法
2.4.2 生物制氫法
2.5 氫的純化
2.5.1 吸收法
2.5.2 低溫分離法
2.5.3 利用吸附劑的氫的純化（PSA）
2.5.4 利用膜分離的氫的純化
2.5.5 膜反應器研究的進展
引用參考文獻
3 氫的儲存及輸送
3.1 氫的物性及氫的輸送與儲存技術
3.2 壓縮氣體氫的輸送與儲存技術
3.2.1 氫的壓縮因子
3.2.2 壓縮氣體容器的結構
3.2.3 壓縮氣體容器的課題
3.2.4 壓縮氣體容器的用途開發
3.2.5 緩和措施
3.3 液態氫的輸送與儲存
3.3.1 關於液態氫
3.3.2 液態氫的製造
3.3.3 正一仲氫轉化
3.3.4 液態氫儲存容器
3.3.5 液態氫儲存與輸送的課題
3.4 基於儲氫材料的氫的輸送與儲存
3.4.1 儲氫材料的特徵
3.4.2 儲氫材料的分類
3.4.3 氫吸儲合金
3.4.4 無機系儲氫材料
3.4.5 高比表面積材料
3.4.6 有機氫化物
3.5 氫氣輸送體系
3.5.1 引 言
3.5.2 制氫原料的輸送
3.5.3 壓縮氫氣的輸送
3.5.4 液態氫的輸送
3.5.5 利用儲氫介質輸送
3.5.6 利用管道輸送
引用參考文獻
4 氫的利用
4.1 燃料電池技術
4.1.1 燃料電池的基本原理
4.1.2 燃料電池的種類和用途
4.1.3 燃料電池的特徵
4.1.4 燃料電池系統
4.1.5 燃料電池的成本
4.2 燃料電池汽車
4.2.1 燃料電池汽車的優點
4.2.2 燃料電池汽車用混合電源系統
4.2.3 燃料電池汽車的開發經過
4.2.4 燃料電池汽車的開發現狀
4.2.5 燃料電池公共汽車的開發狀況
4.3 家庭用燃料電池
4.3.1 家庭用燃料電池的優點
4.3.2 家庭用燃料電池的規格和系統
4.3.3 家庭用燃料電池的開發狀況
4.3.4 家庭用燃料電池的課題
4.3.5 未來家庭用燃料電池及其普及
4.4 商業用燃料電池
4.4.1 商業用燃料電池的優點
4.4.2 商業用燃料電池的種類和規格
4.4.3 商業用燃料電池的開發和利用
4.4.4 對商業用燃料電池的期待
4.5 船舶、鐵路、飛機、民用設備
4.5.1 船舶用系統及開發狀況
4.5.2 燃料電池鐵路車輛系統及開發狀況
4.5.3 氫在飛機上的套用
4.5.4 在民用設備上的套用
4.6 氫發動機汽車
4.6.1 氫發動機技術
4.6.2 BMW氫發動機汽車的開發狀況
4.6.3 馬自達氫發動機汽車的開發狀況
4.6.4 歐美氫發動機汽車引進的動向
4.6.5 氫發動機汽車的展望
4.7 大容量氫發動機系統（氫柴油發動機）
4.7.1 氫／空氣開式循環柴油發動機
4.7.2 氫／氧閉式循環柴油發動機
4.8 氫燃燒透平
4.8.1 氫／空氣燃燒透平
4.8.2 氫／氧燃燒透平
4.8.3 氫／空氣燃燒透平發電站建設計畫
引用參考文獻
5 加氫站
5.1 加氫站的種類及設備
5.1.1 加氫站的基本系統
5.1.2 燃料改質型加氫站
5.1.3 水電解型加氫站
5.1.4 壓縮氫儲藏型加氫站
5.1.5 液體氫儲藏型加氫站
5.1.6 氫管道利用型加氫站
5.1.7 加氫站的高壓設備裝置
5.1.8 日本JHFC燃料電池汽車／加氫站實證試驗計畫
5.1.9 商業用加氫站
5.1.10 移動式加氫站
5.1.11 加氫站設備的供氫能力與標準化
5.1.12 加氫站的安全措施
5.1.13 有關加氫站設定的相關法令
5.2 汽車用氫基礎設施的構築
5.3 大規模氫基礎設施的構築
5.3.1 氫需要量
5.3.2 大規模基礎設施技術和氫能利用技術
5.3.3 大規模氫基礎設施的氫源
5.4 氫能的市場導入課題
引用參考文獻
6 氫氣的安全保障技術
6.1 氫氣檢測技術
6.1.1 濃度測量原理及分類
6.1.2 濃度變化的測量
6.1.3 可視化
6.2 氫氣的安全性
6.2.1 氫氣的基本特性
6.2.2 典型的燃燒及爆炸特性
6.2.3 氫氣的擴散特性
6.2.4 安全措施
6.3 氫材料的安全評價
6.3.1 候補材料
6.3.2 焊接法
6.3.3 今後的研究方向
6.4 氫能系統的安全性
6.4.1 氫能設備及裝置的安全性
6.4.2 確保氫能系統安全的課題
6.4.3 氫能系統的風險管理
引用參考文獻
7 氫能系統的實現方案
7.1 日本及其他國家的氫能導入計畫
7.1.1 日本的氫能導入計畫
7.1.2 美國的氫能導入計畫
7.1.3 歐盟的氫能導入計畫
7.1.4 日本、美國、歐盟的氫能導入戰略的比較
7.2 氫能技術開發與實證項目
7.2.1 日本的氫能技術開發與實證項目
7.2.2 美國的氫能技術開發與實用項目
7.2.3 歐盟的氫能技術開發與驗證項目
前言
氫是由一個質子和一個電子構成的最簡單的元素。兩個氫原子結合到一起就形成了氫分子，氫作為21世紀人類可持續發展的能源被廣泛關注。氫能的概念已經不是新鮮事物，在20世紀70年代，作為電力的長距離輸送手段及核燃料利用的介質，在日本與歐美等國得到了積極開發。1982年，氫能協會（當時叫氫能系統研究會）以技術總括的形式出版了和本書同名的書籍。當時正值石油危機之後不久，書中強調了必須要尋找石油資源的替代能源。
現在的能源問題既受資源制約，同時還受地球溫暖化等環境問題的制約。世界人口在不斷增加，將來要滿足人們的物質文化生活需要、維持世界的可持續發展，就不得不依賴氫能。
能源不僅要乾淨清潔，還要便於使用，輸送和儲藏也非常重要。自然界中不存在天然的氫氣，它需要從水或碳氫化合物等其他物質中製造出來。
關於氫能技術，現在和20世紀70年代相比已經有了顯著進步。現在氫燃料電池汽車在大街小巷裡穿梭，這在過去是不敢想像的。不過，要想達到普及還存在許多課題。而這些課題有望不斷被攻克，人類會儘早迎來氫能社會。
本書由氫能協會的各位同仁策劃執筆。本書的出版如果能使讀者加深對氫能的理解或者對氫能的技術發展有所幫助，將是我們最大的欣慰。
精彩書摘
1什麼是氫能1.3利用氫能的意義
1.3.1對氫能導入的期待
氫能導入的根本意義在於，作為綜合體系具有保護地球環境及脫化石燃料的作用，即存在實現社會可持續發展的極大可能性。因此，氫能的導入不只是因為燃燒只排放水的清潔性，必須用長遠的眼光來看其實質（質和量）上能夠產生的效果。其實人們從幾十年前就開始對氫能導人展開了激烈的討論並提出了各種各樣的體系，但由於氫的製備費用高這一經濟性原因，這個問題逐漸被冷落下來。不過，從20世紀90年代開始，地球環境問題受到了極大的關注，隨著對環境成本的認識的提高以及化石燃料價格的攀升，並且隨著有關氫技術的大幅進步，人們對氫能導入的期待又急劇高漲起來。
1.3.2氫能社會的中間情景
氫不是像石油、天然氣、煤那樣的一次能源，是要經過某種加工（能量）才能得到的二次能源。因此，要想從實質上保護地球環境和脫化石燃料，實現清潔的氫能社會，從長遠來看，應通過大量利用可再生的自然能源來製取氫（圖1.9）。但當前自然能源的利用量與一次能源的利用總量相比可以說是微乎其微的，如果再考慮當前氫能的經濟性，應該說近期是無法實現這個目標的。
