AD Energies: New Material Boundaries

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出版者:
作者:Lally, Sean 编
出品人:
页数:136
译者:
出版时间:2009-6
价格:398.00元
装帧:
isbn号码:9780470753637
丛书系列:
图书标签:
  • 材料科学
  • 能源
  • 纳米材料
  • 界面科学
  • 表面工程
  • 先进材料
  • 物理学
  • 化学
  • 可持续能源
  • 新能源
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具体描述

At present, material energies – that is thermal variation, air velocity, spectrums of light and electricity – remain a largely untapped source of innovation and inspiration for architects. Commonly relegated to the production of ambience - ‘moods’ or ‘effects’ - energies tend to be explored, in a design context, as little more than metaphor or poetics. Alternatively, they are regarded wholly as a resource for providing preconceived, rule-of-thumb interior comfort zones or as a set of measurables for determining ‘energy efficient’ buildings. Energies looks at ways of elevating these materials from their dependence on surfaces and services and in so doing, deploying them as building materials in themselves; thus redefining our physical boundaries through a wholly new means of spatial organisation. The publication propels the sustainability debate forward by making ‘material energies’ the catalyst for experimental design. The issue deals with a wide range of scales of design, from architecture to building design and that of landscape and urban planning Contributors include Michelle Addington, Petra Blaisse, Penelope Dean, Helene Furjan, An Te Liu, Zbigniew Oksiuta, Philippe Rahm and WEATHERS.

AD Energies: New Material Boundaries 是一本深入探讨能源领域前沿材料科学的著作。本书并非一本关于当前市面已普及的能源技术的教科书,也非聚焦于能源经济或政策的分析报告。相反,它将读者引领至一个充满想象与创新的前沿地带,着重于那些正在催生下一代能源解决方案的全新材料及其潜在边界。 本书的核心在于对“新能源材料”的界定和探索。它并非仅仅罗列已知的高效太阳能电池材料或先进的储能介质,而是更进一步,追溯这些材料诞生的科学土壤,解析驱动其创新的基础物理、化学和工程原理。作者团队精心挑选了那些处于理论研究阶段,或是刚刚走出实验室,展现出颠覆性潜力的材料体系。这些材料或许目前仍面临着规模化生产的挑战,或许其能量转化或存储的效率还有待大幅提升,但它们所代表的“新材料边界”,预示着能源效率的指数级增长、能量密度的突破性进展,以及全新的能源获取与利用模式。 在本书的开篇,读者将跟随作者的视角,穿越到纳米科技的微观世界。这里,诸如量子点、二维材料(如石墨烯及其衍生物、过渡金属硫化物)等材料,正凭借其独特的电子和光学性质,为太阳能捕获和电能转换带来革命性的可能。本书不会停留在对这些材料结构和性质的简单描述,而是会深入剖析它们如何通过量子效应、表面等离激元共振等机制,实现前所未有的光电转换效率。同时,本书还会探讨如何通过精确设计材料的纳米结构,优化其与光的相互作用,从而突破传统材料的效率极限。 紧接着,本书将目光投向更具挑战性的领域——先进的储能材料。在这里,传统的锂离子电池材料将被置于历史的背景下。本书将聚焦于那些被认为是“下一代”的储能介质,例如固态电解质材料,它们承诺更高的安全性、能量密度和更快的充电速度。书中将详细阐述不同固态电解质(如氧化物陶瓷、聚合物、硫化物)的结构特点、离子传导机制,以及在界面工程方面所面临的挑战和突破。此外,本书还将探索利用金属锂、金属钠等作为负极材料的可能性,并深入分析这些高比容量电极材料的稳定性和安全性问题,以及最新的抑制枝晶生长技术。 本书的另一重要篇幅将献给那些能够实现“原位”能源生产和储存的智能材料。例如,能够响应环境变化(光、热、力)而释放或储存能量的形状记忆合金,或者能够通过化学反应直接将环境中的某些物质转化为可用能量的催化剂材料。这些材料的出现,将模糊能源生产、储存与利用的界限,为分布式能源系统和物联网设备的能源供应提供全新的解决方案。本书会深入探讨这些智能材料的设计理念,其内在的能量转化机理,以及如何通过多尺度模拟和实验验证来理解和优化其性能。 更进一步,本书还会触及那些目前还停留在理论猜想阶段,但极具未来想象力的材料。例如,涉及“人造光合作用”的催化剂材料,它们有望直接利用太阳能将水分解为氢气和氧气,从而实现清洁高效的氢能源生产。本书将详细解析这些催化剂的设计原则,包括电子结构调控、活性位点构建以及界面工程等关键技术。此外,本书还将探讨某些具有超导或拓扑性质的材料,在未来能量传输和信息处理方面的潜在应用,尽管这些应用目前看来仍然遥远。 《AD Energies: New Material Boundaries》并非一本包含具体技术指南或操作手册的书籍。它更像是一次对科学前沿的深度巡游,旨在激发读者的好奇心,培养对新材料的洞察力,并理解其在重塑未来能源格局中的关键作用。本书的目标读者是具有一定科学背景,对能源科学和材料科学有浓厚兴趣的研究者、工程师、学生,以及任何希望深入了解能源技术未来发展方向的读者。通过对这些“新材料边界”的细致描绘,本书旨在为读者提供一个清晰的视野,去预见并参与到下一场能源革命的塑造之中。它所呈现的,是科学探索的无限可能,是材料科学如何驱动人类社会迈向一个更清洁、更可持续的能源未来。

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