太阳能、生物质能和氢能的利用

第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用,环境污染日益加剧！,能源危机日益加剧！,1990年我国化石燃料和水电能源消耗构成示意图,石油40年,天然气50年,煤碳240年,生物质能,太阳能,氢能,太阳能的利用,太阳能资源的优点：,1、总量最大取之不尽，用之不竭,2、分布最广遍布世界各地,3、最清洁利用过程中不会产生任何污染，也不会产生废弃物,1、光热能转换,原理：利用太阳辐射加热物体而获得热能,应用：太阳能热水器反射式太阳灶高温太阳炉地膜、大棚、温室,太阳能的利用方式：,太阳能热水器,太阳灶,光能热能,太阳炉,太阳灶,原理：根据光电效应，利用太阳能直接转化为电能,应用：为无电场所提供电池，包括移动电源和备用电源、太阳能日用电子产品并网发电,2、光电转换,太阳能发电,美国军用太阳能发电帐篷,3、光化学能转化,运用：暖袋选择芒硝晶体（十水合硫酸钠晶体Na2SO410H2O）白天吸收热量溶解，晚上放出热量结晶，故可利用此类盐的结晶水合物以调节室温。光解水利用太阳辐射能和催化剂可以使水分解制的氢气。,4、光生物质能转换,原理：通过地球上众多植物的光合作用，将太阳辐射转化为生物质能,本质：光能化学能,淀粉、纤维素,葡萄糖,太阳辐射能,大气升温不均匀,形成风能,使水循环,形成水能,被绿色植物微生物吸收,食物煤石油天然气,化学能,被海水吸收,太阳辐射,地球上各种能源,形成海洋能,万物生长靠太阳,生物质能,生物质能来源于植物及其加工产品贮存的能量。,生物质包括农业废弃物（如植物的秸秆、枝叶）、水生植物、油科植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等。,生物质能源是一种理想的可再生能源，其具有以下特点：可再生性；低污染性；广泛的分布性。,1、直接燃烧,注释：用纤维素（C6H10O5）n代表植物枝叶的主要成分,缺点:生物质燃烧过程的生物质能的净转化效率在2040之间。,生物质能的利用方式,2、生物化学转换,a、利用植物的秸杆、枝叶、杂草等制取沼气,b、用含糖类、淀粉（C6H10O5）n较多的农作物（如玉米、高粱）为原料，制取乙醇。,乙醇汽油的优点,乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。首先，乙醇汽油增加汽油中的含氧量，使燃烧更充分，有效地降低了尾气中有害物质的排放；第二，有效提高汽油的标号，使发动机运行更平稳；第三，可有效消除火花塞、气门、活塞顶部及排气管、消声器部位的积炭，可以延长主要部件的使用寿命。,3、热化学转换,阅读课本47页拓展视野，小结用焚烧的方法处理垃圾有什么优点？,1、减轻了垃圾占地给城市造成的压力2、焚烧产生热量发电3、焚烧的余热可以取暖4、残渣可以修桥铺路,氢能的开发与利用,氢能的特点：1、资源不受限制2、发热值高3、燃烧产物不会污染环境,氢能被人们称为理想的“绿色能源”,1、解决制氢的能耗问题,1）以天然气、石油、和煤为原料，在高温下与水蒸气反应制得2）以天然气、石油、和煤为原料，用部分氧化法制得3）电解水制得4）生物质气化制得5）光解水制得,氢能的产生方式：,1、常压储氢2、高压储氢3、液氢储氢4、金属氢化物5、吸附储氢,2、氢气的储存,一定的温度和压力条件下，一些金属能够大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量。其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来。这些会“吸收”氢气的金属，称为储氢合金。其储氢能力很强。单位体积储氢的密度，是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍。储氢合金都是固体，需要用氢时通过加热或减压使储存于其中的氢释放出来，因此是一种极其简便易行的理想储氢方法。目前研究发展中的储氢合金，主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。,碳纳米管储氢材料,据PhysOrg网2005年10月24日消息，最近一家名为Engineuity的以色列公司发明了一种能够在汽车内产生氢气的技术系统，而且只需要使用镁和铝等普通金属。这一技术将完全解决汽车在氢气制造、运输和储存方面的所有相关难点。,3、氢能的利用途径,1）燃烧放热2）