Elektrochemische Energiewandler und -speicher

Angesichts der stets wachsenden Bedeutung regenerativer Energien für die Energieversorgung ist das Thema elektochemischer Wandlung und -speicherung wichtiger denn je - das ist das Lehrbuch dazu.

Autorentext
Rudolf Holze ist Professor für Physikalische Chemie und Elektrochemie an der Technischen Universität Chemnitz. Nach seinem Studium der Chemie und Promotion in der Elektrochemie an der Universität Bonn hat er sich an der Universität Oldenburg habilitiert. Er hat mehr als 450 wissenschaftliche Veröffentlichungen und er ist Autor, Koautor und Herausgeber von mehr als zehn Büchern.

Yuping Wu, PhD, ist Professor an der School of Energy Science and Engineering, Nanjing Tech University in Nanjing, China. Er hat mehr als 360 Publikationen veröffentlicht, viele Auszeichnungen erhalten, wie z. B. den Distinguished Youth Scientists Award der NSFC, China, und wurde 2015 als einer der einflussreichsten Köpfe von Highly Cited Researchers over the World ausgewählt.

Klappentext

Ein einführendes Lehrbuch zur elektrochemischen Energieumwandlung und-speicherung, das die aktuellen und zukünftigen Energieperspektiven berücksichtigt Elektrochemische Energiewandler und -speicher schließt eine Lücke in der Literatur, indem es eine umfassende Beschreibung der Grundlagen und einen detaillierten Überblick über die realen, praktischen Anwendungen der elektrochemischen Energiespeicherung und-umwandlung bietet. Das von zwei anerkannten Experten zu diesem Thema geschriebene Lehrbuch behandelt sowohl die Grundlagen der Energieumwandlung und -speicherung als auch die Arten der Umwandlung und Speicherung von elektrischer Energie unter besonderer Berücksichtigung der Nutzung erneuerbarer Energiequellen. Das Buch richtet sich sowohl an Studierende als auch an Fachleute und deckt ein breites Spektrum an Themen ab, das von thermodynamischen, kinetischen und elektrochemischen Grundlagen bis hin zu einer vollständigen Darstellung aller elektrochemischen Systeme für die Energieumwandlung und -speicherung reicht. Zahlreiche Abbildungen, Beispiele und Beschreibungen praktischer Anwendungen erleichtern das Verständnis des dargestellten Materials. Dieses wichtige Lehrbuch:

• Bietet eine dringend benötigte Einführung in die Grundlagen und jüngsten Entwicklungen der elektrochemischen Energietechnik
• Beleuchtet die Prozesse und Anwendungen der Energieumwandlung und -speicherung

• Liefert Informationen über experimentelle Methoden Elektrochemische Energiewandler und -speicher richtet sich an Studierende der Chemie, der Materialwissenschaften und der Ingenieurwissenschaften und beantwortet die Nachfrage nach einer aktuellen Einführung in dieses wichtige Thema.

  Inhalt
  1 Prozesse und Anwendungen von elektrochemischer Wandlung und Speicherung
  2 Electrochemische Prozesse und Systeme
  2.1 Parasitische Reaktionen
  2.2 Selbstentladung
  2.3 Zelldegeneration
  2.3.1 Alterung
  3 Thermodynamik elektrochemischer Systeme
  4 Kinetik elektrochemischer Energiewandlungsprozesse
  4.1 Schritte in Elektrodenreaktionen und Überpotentiale
  4.2 Transport
  4.3 Ladungsdurchtritt
  4.4 Überpotential
  4.5 Diffusion
  4.6 Weitere Überpotentiale
  5 Elektroden und Elektrolyte
  6 Experimentelle Methoden
  6.1 Batterietester
  6.2 Strom-Potentialmessungen
  6.3 Lade/Entlade-Messungen
  6.4 Batterieladung
  6.5 Einfache und zyklische Voltammetrie
  6.6 Impedanzmessungen
  6.7 Galvanostatische Titration (GITT)
  6.8 Potentiostatische Titration (PITT)
  6.9 Elektrochemische Potentialsprungspektroskopie (SPECS)
  6.10 Elektrochemische Quarzmikrowaage (EQCM)
  6.11 Nicht-elektrochemische Methoden
  6.11.1 Festkörper-Kernresonanzspektroskopie
  6.11.2 Gasadsorptionsmessungen
  6.11.3 Mikroskopien
  6.11.4 Thermische Messungen
  6.11.5 Modellierung
  7 Primärsysteme
  7.1 Wäßrige Systeme
  7.1.1 Zink-Kohle-Batterie
  7.1.2 Alkalische Zn//MnO2-Batterie
  7.1.3 Zn//HgO-Batterie
  7.1.4 Zn//AgO-Batterie
  7.1.5 Cd//AgO-Batterie
  7.1.6 Mg//MnO2-Batterie
  7.2 Nichtwäßrige Systeme
  7.2.1 Primäre Lithiumbatterien
  7.2.2 Li//MnO2
  7.2.3 Li//Bi2O3
  7.2.4 Li//CuO
  7.2.5 Li//V2O5, Li//Ag2V4O11, und Li//CSVO
  7.2.6 Li//CuS
  7.2.7 Li//FeS2
  7.2.8 Li//CFx-Primärbatterie
  7.2.9 Li//I2
  7.2.10 Li//SO2
  7.2.11 Li//SOCl2
  7.2.12 Li//SO2Cl2
  7.2.13 Li//Oxyhalid-Primärbatterie
  7.3 Metall-Luft-Systeme
  7.3.1 Wäßrige Metall-Luft-Batterien
  7.3.2 Nichtwäßrige Metall-Luft-Batterien
  7.4 Füllbatterien
  7.4.1 Seewasser-aktivierte Batterien
  7.4.2 Aktivierbare Hochleistungsbatterien
  8 Sekundärsysteme
  8.1 Wäßrige Systeme
  8.1.1 Bleisäure
  8.1.2 Bleigitter
  8.1.3 Ni-basierte Sekundärbatterien
  8.1.4 Wäßrige wiederaufladbare Lithium-Batterien
  8.1.5 Wäßrige wiederaufladbare Natrium-Batterien
  8.2 Nichtwäßrige Systeme
  8.2.1 Lithium-Ionen-Batterien
  8.2.2 Wiederaufladbare Li//S-Batterien
  8.2.3 Wiederaufladbare Na//S-Batterien
  8.2.4 Wiederaufladbare Li//Se-Batterien
  8.2.5 Wiederaufladbare Mg-Batterien
  8.3 Gel-Polymerelektrolyt-basierte Sekundärbatterien
  8.3.1 Gel-Lithium-Ionen-Batterien
  8.3.2 Gel-Elektrolyte für Natrium-Batterien
  8.4 Festelektrolyt-basierte Sekundärbatterien
  8.4.1 Lithium-Ionen-Feststoffbatterien
  8.4.2 Wiederaufladbare Lithium-Feststoffbatterien
  8.5 Wiederaufladbare Metall-Luft-Batterien
  8.5.1 Wiederaufladbare Li//Luft-Batterien
  8.5.2 Wiederaufladbare Na//Luft-Batterien
  8.5.3 Wiederaufladbare Zn//Luft-Batterien
  8.6 Hochtemperatursysteme
  8.6.1 Natrium-Schwefel-Batterien
  8.6.2 Natrium-Nickel-Batterien
  8.6.3 Flüssigmetallakkumulatoren
  9 Brennstoffzellen
  9.1 Die Sauerstoffelektrode
  9.2 Die Wasserstoffelektrode
  9.3 Gemeinsamkeiten von Brennstoffzellen
  9.4 Klassifizierung von Brennstoffzellen
  9.4.1 Niedertemperaturbrennstoffzellen
  9.4.2 Alkalische Brennstoffzellen
  9.4.3 Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen (PEMFCs)
  9.4.4 Alkoholdirektbrennstoffzellen
  9.4.5 Bioelektrochemische Brennstoffzellen
  9.4.6 Mitteltemperaturbrennstoffzellen
  9.4.7 Phosphorsäurebrennstoffzellen (PAFC)
  9.4.8 Schmelzkarbonatbrennstoffzellen (MCFC)
  9.4.9 Hochtemperaturbrennstoffzellen (SOFC)
  9.5 Anwendungen von Brennstoffzellen
  9.6 Brennstoffzellen in Energiespeichersystemen
  10 Redoxbatterien
  10.1 Das Eisen/Chrom-System
  10.2 Das Eisen/Vanadium-System
  10.3 Das Eisen/Cadmium-System
  10.4 Das Brom/Polysulfid-System
  10.5 Das All-Vanadium-System
  10.6 Das Vanadium/Brom-System
  10.7 Actinid-RFB
  10.8 All-organische RFB
  10.9 Nichtwäßrige RFB
  10.10 Hybride Systeme
  10.11 Das Zink/Cer-System
  10.12 Das Zink/Brom-System
  10.13 Zink/organische Systeme
  10.14 Cadmium/organische Systeme
  10.15 Das Blei/Bleidioxid-System
  10.16 Das Cadmium/Bleidioxid-System
  10.17 Das All-Kupfer-System
  10.18 Das Zink/Nickel-System
  10.19 Das Lithium/LiFePO4-System
  10.20 Vanadium-Festsalz-Batterien
  10.21 Vanadium-Sauerstoff-Systeme
  10.22 Elektrochemische Flußkondensatoren
  10.23 Status und Perspektiven
  11 Superkondensatoren
  11.1 Klassifizierung von Superkondensatoren
  11.2 Elektrische Doppelschichtkondensatoren
  11.2.1 Elektrolyte für EDLCs
  11.2.2 Elektrodenmaterialien für EDLCs
  11.2.3 Elektrochemisches Verhalten von EDLCs
  11.3 Pseudokondensatoren
  11.3.1 RuO2
  11.3.2 MnO2
  11.3.3 Intrinsisch leitfähige Polymers
  11.3.4 Redoxsysteme
  11.3.5 Elektrochemisches Verhalten von Pseudokondensatoren
  11.4 Hybride Kondensatoren
  11.4.1 Negative Elektrodenmaterialien
  11.4.2 Positive Elektrodenmaterialien
  11.4.3 Elektrochemisches Verhalten von hybriden Kondensatoren
  11.5 Vermessung von Superkondensatoren
  11.6 Kommerziell erhältliche Superkondensatoren
  11.7 Anwendung von Superkondenstoren
  11.7.1 Unterbrechungsfreie Stromversorgung
  11.7.2 Fahrzeuge
  11.7.3 Intelligente Netze
  11.7.4 Militärausrüstung
  11.7.5 Weitere zivile Anwendungen