本书是新能源材料与化学领域的实验教材。全书共六章，包括实验安全和仪器使用规范、电化学储能材料基础实验、可再生能源的转化和利用实验、二氧化碳的捕捉与转化实验、新能源器件制备实验、原位测量技术实验，附录中还介绍了大型仪器的原理和使用规范。本教材所设计的39个教学实验涵盖了新能源科学与技术所涉及的可再生清洁能源（太阳能、氢能等)、电化学能源技术(动力电池、储能电池和燃料电池等）、碳捕捉和转化以及关键能源材料提取回收等科研和产业方向，力求立足基础，覆盖全面，贴近前沿。
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教育部"长江学者奖励计划"青年学者（2018）；
国家"优秀青年基金"获得者（2019）；
江苏省"杰出青年基金"获得者（2019）
目录
前言
第一章 绪论 1
第一节 实验室安全注意事项 1
第二节 实验通用仪器设备 25
第二章 电化学储能材料基础实验 39
实验1 铂电极上的电化学行为观测 39
实验2 锰酸锂正极的高温固相合成与电池性能测试 43
实验3 磷酸铁锂的制备与电池性能测试 50
实验4 三元正极材料的液相控制合成 57
实验5 锂离子扩散动力学测定 65
实验6 电化学电容材料的电容测定 71
实验7 硫电极的制备与可溶性产物穿梭效应观测 77
实验8 石墨负极的锂嵌入反应测量 82
实验9 空气催化电极制备与电性能测量 86
实验10 金属锂电极的电化学剥离与沉积实验 90
实验11 固态电解质的制备及其离子电导率测试 94
实验12 多孔功能材料的制备与结构表征 101
第三章 可再生能源的转化和利用实验 108
实验13 光电催化分解水制氢 108
实验14 光(热)催化甲烷干重整制氢 115
实验15 分步式电解水制氢 120
实验16 电催化还原硝酸盐产氨气 128
实验17 氢氧燃料电池基础实验 133
实验18 太阳能宽带光吸收体的设计和制备 138
实验19 基于界面光热的太阳能液-气相变实验 148
实验20 基于太阳能的膜蒸馏水处理实验 152
实验21 锂离子电池关键材料回收实验 159
第四章 二氧化碳的捕捉与转化实验 164
实验22 电催化还原二氧化碳制甲酸或甲酸盐 164
实验23 电催化还原一氧化碳制备多碳产物(乙烯等) 170
实验24 光电催化还原二氧化碳制甲酸 174
实验25 光(热)催化逆水煤气变换实验 178
实验26 机器学习与密度泛函框架实现电催化材料预测与评估 185
第五章 新能源器件制备实验 196
实验27 钙钛矿太阳能电池的制备与性能测试 196
实验28 界面光热蒸发水处理器件的制备 204
实验29 光热辅助空气取水器的制备 211
实验30 软包装锂离子电池制备 219
实验31 软包装锂-硫电池的制备与性能测试 225
实验32 锂-空气电池制备与性能测试 231
实验33 质子交换膜燃料电池单电池组装和性能测试 237
第六章 原位测量技术实验 244
实验34 原位测量锂离子电池材料的X射线衍射谱 244
实验35 差分电化学质谱在线监测空气电池气态产物 259
实验36 拉曼增强光谱原位测定电池反应产物 266
实验37 傅里叶转换红外光谱原位测定电池反应产物 276
实验38 石英晶体微天平的原位测量实验 282
实验39 核磁共振技术观测固态界面离子输运 288
附录 大型仪器的原理和使用规范 296
附录1 X射线衍射技术 296
附录2 扫描电子显微镜 301
附录3 透射电子显微镜 305
附录4 原子力显微镜 311
附录5 X射线光电子能谱 314
附录6 红外吸收光谱 317
附录7 激光拉曼光谱 321
附录8 紫外-可见吸收光谱 323
附录9 核磁共振波谱 327
附录10 质谱分析法 331
附录11 热分析技术333
附录12 风光互补发电技术 338
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