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课程概述 2014年被誉为全球氢燃料电池汽车元年，自此，美国前总统乔治·布什提出的氢经济被正式撬动。2017年被认为是中国的氢燃料电池汽车元年，引爆了投资人在氢能领域的高度热情。从制氢、输氢、储氢，到加氢站、燃料电池、新能源汽车各环节的产业化布局来看，需要大量的技术和管理人员。在此大背景下，本团队提出制作《氢能与燃料电池》网络慕课课程，以满足众多正在和拟进入氢能产业和研发领域工作的在校本科生、研究生和相关人员了解氢能和燃料电池的急迫需求。 《氢能与燃料电池》是四川大学全英文授课品牌课程《Hydrogen Energy Technologies》的中文提升版，介绍未来能源的终极选择—氢能及其典型应用领域—燃料电池。课程详细介绍了技术成熟度高的2类制氢技术及几种新兴的制氢技术，6大储氢技术的原理及最新进展，以及5类燃料电池的原理、主要材料及典型应用领域。课程还涉及氢经济和氢循环利用的概念、氢历史、氢的安全性及其物理化学性质。为了阐明氢能作为可再生能源选择之一的必要性，本课程将剖析化石能源的优劣势。课程将把学生带入一个崭新的能源世界，帮助学生在新能源应用领域搭建创新性思维。 授课目标 让受众了解一种新能源—氢能及其重要应用领域—燃料电池，掌握氢作为能源的相关基础知识，了解制氢、储运氢、氢的利用等各环节，让氢经济走向普通民众的视线。 课程大纲 第一周 概述（上） 1.1新能源的范畴；1.2氢燃料电池车锂离子电动车动力系统的区别 1.3人类发展史上能源载体的变迁过程；1.4能源需求vs能源供给 1.5化石能源带来的问题 第一周 概述（上）单元测验 第一周 概述（下） 1.6可逆和不可逆储能系统；1.7氢的循环利用-1 1.7氢的循环利用-2 1.7氢的循环利用-3 第一周 概述 （下） 单元测验 第一周 氢发展史 2.1氢发展史上的大事年表：2.1.1发现氢气；2.1.2氢氧高压放电合成水；2.1.3电解水制氢和氧的可能性；2.1.4伏打电池-现代燃料电池雏形 2.1.5金属氢化物；2.1.6液态氢；2.1.7储氢技术发展进程；2.1.8氢的同位素及氢弹；2.1.9制氢到氢的应用过程 2.1.10氢在交通领域的应用示例；2.2 Hindenburg和Challenger空难 第一周 氢发展史 单元测验 第二周 从化石燃料到氢燃料（上） 3.1化石燃料：3.1.1化石燃料发展历史；3.1.2-1化石燃料的优势及应用 3.1.2-2化石燃料的优势及应用 3.1.3-1化石燃料的形成和组成 3.1.3-2化石燃料的形成和组成 3.1.3-3化石燃料的形成和组成；3.1.4-1化石燃料的储量及产量 3.1.4-2化石燃料的储量及产量 第二周 氢燃料（上） 单元测验 第三周 氢燃料（下） 3.1.4-3化石燃料的储量及产量；3.1.5-1化石燃料对环境的影响及应对措施 3.1.5-2化石燃料对环境的影响及应对措施 3.1.5-3化石燃料对环境的影响及应对措施 3.1.5-4化石燃料对环境的影响及应对措施 3.1.6-1能源未来的发展方向 3.1.6-2能源未来的发展方向 3.2：碳循环及生物质能：3.2.1碳循环 3.2.2-1生物质能来源及优缺点 3.2.2-2生物质能来源及优缺点；3.2.3生物质能的应用策略；3.2.4生物质制氢、制生物质燃料的应用 第三章氢燃料 实验 第三周 从化石燃料到氢燃料（下） 单元测验 第四周 氢的性质 4.1氢的同位素 4.2与分子氢相关的几个基本术语 4.3. 氢的物理性质-1 4.3. 氢的物理性质-2 4.4氢的化学性质及扩散：4.4.1氢在各种物质中的扩散；4.4.2决定氢化学性质的四个重要过程；4.4.3氢化物形成元素及其电负性；4.4.4 氢与其它物质间的代表性化学反应 4.4.5 氢化物的分类； 4.4.6氢键 ；4.4.7氢的点火与爆炸特性； 4.4.8三类燃料(氢、汽油和天然气)的燃烧和爆炸特性 4.5氢与固体表面的相互作用：4.5.1固体表面的分层特征； 4.5.2洁净金属表面的活化/非活化物理/化学吸附势能曲线 4.5.3氢吸附的主要影响因素；4.5.4氢脆；4.6氢的四种化学态：4.6.1氢的四种化学态概述 ； 4.6.2四种化学态的氢相互转换途径及其应用领域 4.7 提高金属间化合物表面特性的技术和原理 第四周 氢的性质 单元测验 第五周 制氢技术 5.1 煤和碳氢化合物制氢技术：5.1.1 化石燃料制氢的物理化学基础 5.1.2 煤制氢技术 5.1.3 天然气重整制氢 5.1.4 生物质重整制氢 5.2 电解水制氢技术：5.2.1 电解水制氢的基本原理 5.2.2 碱性电解水制氢技术 5.2.3 固体聚合物电解槽 5.2.4 固体氧化物电解池（SOEC） 5.2.5 利用可再生能源的电解水制氢 5.2.6 总结与展望 5.3 水的热化学制氢技术：5.3.1 工作原理 5.3.2 热化学制氢技术前沿 5.3.3 优势和劣势 5.4 光-电化学制氢技术1 5.4 光-电化学制氢技术2 5.5 光-生物制氢技术1 5.5 光-生物制氢技术2 第五章制氢技术 实验 第五周制氢技术 单元测验 第六周 储氢技术（上） 6.1分子态储氢技术：6.1.1氢气与天然气的主要特征差异；6.1.2氢同位素的原子结构及氢的成键特性 6.1.3储氢系统的两大准则；6.1.4六种可逆储氢技术简述；6.1.5高压储氢：6.1.5-1高压气瓶 6.1.5-2高压储氢罐体积储氢密度与质量储氢密度的关系；6.1.5-3高压氢气的压缩方式 6.1.6液态储氢：6.1.6-1氢气液化过程 6.1.6-2液态氢储存容器；6.1.6-3液态氢的应用前景；6.1.6-4高压氢与液态氢比较 6.2 吸附储氢技术：6.2.1物理吸附储氢技术 6.2.2化学吸附储氢技术 6.2.3 吸放氢特性测试方法 6.2.4三类吸附储氢材料：6.2.4-1吸附储氢材料-碳材料 6.2.4-2吸附储氢材料-沸石；6.2.4-3吸附储氢材料-金属有机框架结构(MOFs) 第六周 储氢技术（上）单元测验 第七周 第六章 储氢技术（下） 6.3金属氢化物储氢（1） 6.3.金属氢化物储氢（2） 第六章 PCT测试实验 6.4过渡金属氢化物储氢；6.5-1非过渡金属氢化物储氢 6.5-2非过渡金属氢化物储氢 6.6可控水解制氢 6.7金属N-H体系储氢材料 6.8氨和氨基化合物储氢 第七周储氢技术（下）单元测验 第八周 燃料电池（上） 7.1燃料电池概述：7.1.1 燃料电池的结构 7.1.2燃料电池的关键材料和部件：7.1.2.1燃料电池的关键材料 7.1.2.2燃料电池关键部件 7.1.3燃料电池的工作原理 7.1.4 燃料电池的特点，7.1.5 燃料电池的分类和应用 7.1.6 燃料电池的发展历程：7.1.6.1 国内外燃料电池的发展现状 7.1.6.2 日本的燃料电池发展现状及规划 7.2 碱性燃料电池（AFC）：7.2.1 碱性燃料电池的结构及工作原理，7.2.2 碱性燃料电池的特点，7.2.3 碱性燃料电池的发展现状 7.3 磷酸型燃料电池（PAFC）：7.3.1 磷酸燃料电池的结构及工作原理，7.3.2 磷酸燃料电池的特点 7.3.3 磷酸燃料电池的发展现状 第八周 燃料电池（上）单元测验 第九周 第七章 燃料电池（下） 7.4 质子交换膜燃料电池（PEMFC）：7.4.1 质子交换膜燃料电池的结构及工作原理 7.4.2 质子交换膜燃料电池的特点 7.4.3 质子交换膜燃料电池的发展现状 实验：质子交换膜燃料电池单电池的组装及测试 7.5 熔融碳酸盐型燃料电池（MCFC）：7.5.1 熔融碳酸盐燃料电池的结构及工作原理，7.5.2 熔融碳酸盐燃料电池的特点 7.5.3 熔融碳酸盐燃料电池的发展现状 7.6 固体氧化物燃料电池（SOFC）：7.6.1 固体氧化物燃料电池的结构及工作原理 7.6.2 固体氧化物燃料电池的特点 7.6.3 固体氧化物燃料电池的发展现状 第九周 第七章 燃料电池（下）单元检测 第九周 第八章 氢的典型应用案例 8.1 氢的典型应用案例-1 8.2 氢的典型应用案例-2 8.3 氢的典型应用案例-3 第九周 氢的典型应用案例 单元测验 授课老师介绍 吴朝玲四川大学 - 副教授
博士，2003年于四川大学材料学院毕业任教，主讲《氢能技术》（全英文）、《新能源材料》（双语）、《表面工程技术》、《稀土功能材料》等本科课程，以及《材料合成与制备》、《氢能科学与技术》等研究生课程。获第四届四川大学五粮春青年教师优秀教学奖、第二届小班化探究式教学竞赛二等奖。主要科研方向为储氢材料及氢能技术、镍氢电池、燃料电池连接板。主持科研项目近20项，参与10余项，包括国家重点专项子课题、自然科学基金、863项目，以及企业合作项目，总合同经费超过2000万元，已到校经费超过1000万元。其中宽温区镍氢电池和钒基储氢合金项目已完成成果转化。发表论文约120篇，获准专利近10项。 课程视频地址：
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第二: (责任编辑： 龙景) |
