教学大纲
第一章 概述
学习目标：
理解为什么人类要选择氢能
主要内容：
1.1 新能源的范畴
1.2 氢燃料电池车和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
1.6 可逆和不可逆储能系统
1.7 氢的循环利用
第二章 氢发展史
学习目标：
了解氢发展史上的大事年表，了解与氢相关的Hindenburg和Challenger空难。
主要内容：
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
第三章 氢燃料 能源变迁 从化石燃料到氢燃料
学习目标：
1. 了解传统化石燃料存在哪些问题，为何要发展氢作为燃料。
2. 知道如何通过发展氢燃料来应对这些问题。
主要内容：
3.1化石燃料
3.1.1化石燃料发展历史
3.1.2化石燃料的优势及应用
3.1.3化石燃料的形成和组成
3.1.4化石燃料的储量及产量
3.1.5化石燃料对环境的影响及应对措施
3.1.6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
3.3 实验：氢燃料
第四章 氢的性质
学习目标：
1. 熟悉氢的同位素及其电子结构与原子特征。
2. 掌握单重态和三重态、正氢和仲氢的定义；熟悉正氢和仲氢分子结构特征及其相互转换条件。
3. 掌握氢的相图，掌握焦耳-汤姆森效应及反转曲线的定义和内涵。
4. 掌握决定氢化学性质的四个重要过程，掌握氢化物按照成键特性的分类，了解氢的点火与爆炸特性。
5. 掌握氢在洁净金属表面的活化/非活化物理/化学吸附势能曲线及其内涵，掌握氢脆的概念和形成机理。
6. 熟悉氢的四种化学状态，掌握四种化学状态的氢相互转换途径及其应用领域典型示例。
7. 熟悉提高金属间化合物表面特性的原理和技术。
主要内容：
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
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
第五章 制氢技术
学习目标：
1. 掌握两种成熟的制氢技术，包括化石燃料重整制氢和电解水制氢；
2. 熟悉4种正在兴起的制氢技术，包括生物质重整制氢、热化学制氢、光-电化学制氢和光-生物制氢。
主要内容：
5.1 碳和碳氢化物制氢技术
5.1.1化石燃料制氢的物理化学基础
5.1.2碳重整制氢
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水得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
5.5光-生物制氢
实验：制氢技术
第六章 储氢技术
学习目标：掌握六种可逆储氢技术的种类及其主要特征
主要内容：
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
6.1.6液态储氢
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：碳、沸石和金属有机框架结构(MOFs)
6.3 金属氢化物储氢技术
实验：PCT测试
6.4 过渡金属氢化物
6.5 非过渡金属氢化物(复杂氢化物)
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
第七章 燃料电池
学习目标：
1. 掌握燃料电池的结构及工作原理
2. 掌握燃料电池的特点
3. 了解燃料电池的分类、应用和发展历程
4. 掌握代表性的5种燃料电池的结构及工作原理
5. 熟悉代表性的5种燃料电池的特点
6. 了解代表性的5种燃料电池的发展现状
主要内容：
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
7.1.3 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
7.2 碱性燃料电池（AFC）
7.2.1 碱性燃料电池的结构及工作原理
7.2.1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
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
第八章 氢的其它应用
学习目标：了解氢的主要应用领域
主要内容：
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
