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新能源材料基因工程與應(yīng)用導(dǎo)論

新能源材料基因工程與應(yīng)用導(dǎo)論

出版社：科學(xué)出版社出版時間：2024-09-01
開本： 16開 頁數(shù)： 296
本類榜單：教材銷量榜
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新能源材料基因工程與應(yīng)用導(dǎo)論 版權(quán)信息

新能源材料基因工程與應(yīng)用導(dǎo)論 內(nèi)容簡介

本書主要以材料基因工程理論為核心，按照“理論→工具→應(yīng)用”的邏輯順序，對新能源材料基因工程相關(guān)知識進行介紹。全書內(nèi)容包括三部分：**部分，材料基因工程的理論基礎(chǔ)，主要是第0～5章，包括新能源材料，環(huán)境友好材料，材料設(shè)計和模擬計算，材料基因工程的發(fā)展、理論和方法等內(nèi)容；第二部分，材料基因工程的計算工具，主要是第6章，包括應(yīng)用于材料科學(xué)研究與設(shè)計開發(fā)的相關(guān)計算軟件等內(nèi)容；第三部分，新能源材料基因工程計算實例，主要是第7～10章，包括二次電池材料計算研究實例、氫能及燃料電池材料計算研究實例、太陽電池材料計算研究實例、生物質(zhì)材料計算研究實例等內(nèi)容。
本書可作為新能源材料與器件專業(yè)本科生及研究生教材，也可作為材料類、能源類、環(huán)境類等相關(guān)專業(yè)的參考書。本書還可供從事材料研究、生產(chǎn)和使用的科研人員和工程技術(shù)人員參考使用。

新能源材料基因工程與應(yīng)用導(dǎo)論 目錄

目錄叢書序前言第0章 緒論 10.1 能源材料與人類文明 10.2 宏觀宇宙尺度與微觀世界尺度 20.3 能源材料、新能源材料與環(huán)境材料 30.4 材料基因工程 30.5 教材綱要 5課后題 6第1章 新能源材料 71.1 二次電池材料 81.1.1 鉛蓄電池 81.1.2 鎳鎘電池和鎳氫電池 111.1.3 鋰電池 121.1.4 鈉電池 151.1.5 鉀電池 171.1.6 鎂離子電池 181.1.7 鋁離子電池 191.1.8 全釩液流電池 201.2 燃料電池材料 211.2.1 質(zhì)子交換膜燃料電池 221.2.2 堿性燃料電池 221.2.3 固體氧化物燃料電池 231.2.4 熔融碳酸鹽燃料電池 231.2.5 磷酸燃料電池 241.2.6 直接醇類燃料電池 241.2.7 金屬空氣燃料電池 251.3 太陽電池材料 251.4 儲備電池材料 27課后題 27參考文獻 27第2章 環(huán)境友好材料 332.1 概述 342.2 生物質(zhì)材料 342.2.1 概況 342.2.2 纖維素基材料 372.2.3 淀粉基材料 382.2.4 木質(zhì)素基材料 392.2.5 蛋白質(zhì)基材料 412.2.6 甲殼素基材料 442.3 綠色建筑材料 452.3.1 裝飾材料 452.3.2 墻體材料 472.3.3 隔熱材料 472.4 綠色包裝材料 482.4.1 概況 492.4.2 選材要素 492.4.3 材料分類 502.4.4 包裝分級 512.4.5 紙質(zhì)包裝材料 512.4.6 塑料包裝材料 522.4.7 金屬包裝材料 532.4.8 玻璃包裝材料 532.5 環(huán)境工程材料 532.5.1 環(huán)境凈化材料 532.5.2 環(huán)境修復(fù)材料 562.5.3 環(huán)境替代材料 56課后題 57參考文獻 58第3章 材料設(shè)計和模擬計算 603.1 發(fā)展歷程與現(xiàn)狀 603.2 分子尺度的材料計算方法 613.2.1 **性原理 613.2.2 Hartree-Fock方法 623.2.3 密度泛函理論 633.2.4 分子動力學(xué) 663.2.5 蒙特卡羅方法 683.3 介觀和宏觀尺度的材料計算方法 703.3.1 CALPHAD 703.3.2 介觀尺度的相場模擬 72 3.4 材料環(huán)境友好性評價 733.4.1 材料環(huán)境友好性 733.4.2 生命周期評價方法 743.4.3 足跡家族及人體健康風(fēng)險評價 763.4.4 材料環(huán)境友好性算例：鋰離子電池 773.5 材料的流動傳熱模擬與理論計算 783.5.1 概述 783.5.2 建模 783.5.3 求解 803.5.4 計算結(jié)果分析 863.5.5 CFD設(shè)計與計算實例 87課后題 88參考文獻 88第4章 材料基因工程的發(fā)展 914.1 發(fā)展歷程與現(xiàn)狀 914.1.1 材料基因工程的提出 914.1.2 材料基因組計劃在國外的發(fā)展 944.1.3 材料基因組計劃在我國的發(fā)展 954.2 材料基因工程的優(yōu)勢特征和前景展望 954.2.1 材料基因組的特點 954.2.2 材料基因組計劃的工具 964.2.3 材料基因工程引領(lǐng)我國材料科技創(chuàng)新 1004.2.4 材料基因組發(fā)展趨勢及建議 101課后題 103參考文獻 103第5章 材料基因工程的理論和方法 1055.1 高通量理論計算 1055.1.1 概述 1055.1.2 基于從頭算的高通量篩選進行材料的發(fā)現(xiàn)和設(shè)計 1085.1.3 通過高通量計算和機器學(xué)習(xí)技術(shù)加速材料科學(xué)研究 1105.1.4 機器學(xué)習(xí)在新材料中的應(yīng)用 1175.2 高通量實驗方法 1185.2.1 高通量實驗的由來 1185.2.2 高通量實驗技術(shù)面臨的挑戰(zhàn) 1195.3 材料基因工程數(shù)據(jù)庫 1195.3.1 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和信息 1195.3.2 材料數(shù)據(jù)庫的新功能 1215.3.3 結(jié)構(gòu)信息數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用 123課后題 126參考文獻 126第6章 材料計算軟件概述 1326.1 Materials Studio軟件 1336.1.1 Materials Studio軟件簡介 1336.1.2 Materials Studio軟件計算方法 1346.1.3 Materials Studio軟件模塊 1366.1.4 Materials Studio軟件應(yīng)用實例 1386.2 VASP軟件 1416.2.1 VASP軟件簡介 1416.2.2 VASP軟件計算 1416.2.3 VASP應(yīng)用案例 1426.3 Gaussian和GaussView軟件 1436.3.1 Gaussian軟件簡介 1436.3.2 GaussView軟件簡介 1456.3.3 Gaussian軟件應(yīng)用實例 1466.4 Pipeline Pilot軟件 1486.4.1 Pipeline Pilot軟件簡介 1486.4.2 Pipeline Pilot軟件功能 1496.5 GeoDict軟件 1506.5.1 GeoDict軟件簡介 1506.5.2 GeoDict軟件應(yīng)用實例 1526.6 Q-Chem軟件 1536.6.1 Q-Chem軟件簡介 1536.6.2 Q-Chem軟件應(yīng)用實例 1546.7 COMSOL軟件 1576.7.1 COMSOL軟件簡介 1576.7.2 COMSOL軟件應(yīng)用實例 1586.8 NAMD軟件 1596.8.1 NAMD軟件簡介 1596.8.2 NAMD軟件應(yīng)用實例 1606.9 未來發(fā)展與展望 160課后題 161參考文獻 162第7章 二次電池材料計算研究實例 1647.1 正極材料設(shè)計和計算 1657.1.1 鈷酸鋰 1657.1.2 磷酸鐵鋰 1657.1.3 錳酸鋰 1667.1.4 富鋰錳基電極材料 1677.1.5 三元材料 1687.1.6 硫/氧正極 1697.1.7 其他正極材料 1757.1.8 其他電池體系正極 1777.2 負(fù)極材料設(shè)計和計算 1787.2.1 金屬負(fù)極 1787.2.2 鋰離子電池負(fù)極 1797.2.3 鈉離子電池負(fù)極 1827.2.4 鉀離子電池負(fù)極 1837.3 電解質(zhì)材料設(shè)計和計算 1847.3.1 液體電解質(zhì) 1847.3.2 氧化物固態(tài)電解質(zhì) 1887.3.3 聚合物固態(tài)電解質(zhì) 1937.3.4 其他電解質(zhì) 1947.4 其他電池體系材料設(shè)計和計算 195課后題 197參考文獻 197第8章 氫能及燃料電池材料計算研究實例 2048.1 概況 2048.2 電解質(zhì)隔膜材料設(shè)計和計算 2068.2.1 電解質(zhì)及隔膜材料 2068.2.2 材料模擬計算實例 2078.3 催化劑材料設(shè)計和計算 2118.3.1 催化劑簡介 2118.3.2 催化劑材料計算實例 2128.4 電池結(jié)構(gòu)設(shè)計和模擬計算 2238.4.1 電池優(yōu)化 2238.4.2 結(jié)構(gòu)模擬計算實例 2248.5 氫能與燃料電池展望 227課后題 227參考文獻 228第9章 太陽電池材料計算研究實例 2329.1 概況 2329.2 材料計算在太陽電池中的應(yīng)用 2339.2.1 晶體硅太陽電池 2339.2.2 薄膜太陽電池 2349.2.3 有機太陽電池 2429.2.4 鈣鈦礦太陽電池 2489.2.5 其他太陽電池 2559.3 太陽電池材料展望 259課后題 259參考文獻 259第10章 生物質(zhì)材料計算研究實例 26210.1 概況 26210.2 生物質(zhì)材料計算實例 26410.2.1 生物質(zhì)功能高分子材料 26410.2.2 合成生物基高分子材料 27110.2.3 生物質(zhì)衍生物的制備 27710.3 生物質(zhì)材料展望 278課后題 279參考文獻 279縮略語 283
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