高一化学《太阳能 生物质能 氢能》——新能源课件.ppt

当今社会科技发展的三大支柱 材料 能源和信息目前 世界主要能源物质 煤 石油和天然气 化石燃料 2001年世界能源结构 我国能源结构 化石燃料的缺点 污染问题储量有限不可再生化工原料 解决能源问题的主要途径 合理 充分利用现有化石能源开发利用清洁 高效的新能源 生物质能 太阳能 氢能 风能 海洋能 地热能 核能 第四单元 太阳能生物质能氢能 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 遍布世界各地既可免费使用 又无需运输3 最清洁 无任何污染及废弃物 1 能量密度低 1kw m2 2 是其强度受各种因素影响 季节 地点 气候等 太阳能资源的缺点 1 光 热转换原理 利用太阳辐射能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 直接利用太阳能的方式 太阳能热水器 太阳灶 太阳炉 大棚 2 光 电转换将太阳能用于发电 1 光 热 电转换 2 光 电直接转换原理 根据光电效应 利用通过太阳能电池 光电材料做成 将太阳辐射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 大型太阳能发电 美国军用太阳能发电帐篷 3 光 化学能转换 应用 1 暖袋 用于调节室温原理 当白天温度较高或受日光照射时分解吸热 可以起到降温作用 晚上没有日光或者温度低时重新化合放热 起到升温作用 选择内装晶体的原则 分解温度要适中热效应明显价格便宜 芒硝 2 光解水 利用太阳能和催化剂将水分解制氢气 4 光 生物质能转换 原理 通过光合作用 将太阳能转化为化学能储存在生物质中 生物质能 自然界利用太阳能最成功的例子地球上每年通过光合作用储藏的太阳能相当于全球能源年消耗量的10倍左右 化学方程式 动物获得能量的途径 生物质能的利用 概念 p49 来源于植物及其加工产品贮存的能量 生物质主要包括农业废弃物 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 1 直接燃烧 缺点 能量利用率低 20 40 生物质能的利用方式 生物质能的利用 拾柴 背秸秆的老大爷 晾晒在墙上的干牛粪 2 生物化学转换 1 利用植物的秸杆 枝叶 杂草和动物粪便等生物质在厌氧条件下 经过细菌发酵制取沼气 主要优点 环保副产化肥 2 将农产品 如玉米 高粱 等生物质水解 发酵制乙醇 乙醇汽油90 汽油 10 乙醇一 可增加汽油中的含氧量 使燃烧更充分 降低尾气中有害物质含量二 提高汽油的标号 使发动机运行更平稳 三 能消除发动机内积炭 可延长发动机寿命 3 热化学转换 氢能的开发与利用 氢能的利用途径 燃烧放热用于燃料电池 释放电能利用氢的核聚变反应释放的核能 1 来源丰富 可再生2 热值高3 无污染 理想的 绿色能源 氢能源的优点 1 降低制氢气的能耗目前常用 1 化石燃料在高温下与水蒸气反应2 化石燃料部分氧化法3 电解水研究方向 4 微生物使水分解5 光解水 需要解决的问题 1 降低制氢气的能耗2 氢的储存和运输 需要解决的问题 1 常压储氢2 高压储氢3 液氢储氢4 储氢材料 p51 1 降低制氢气的能耗2 氢的储存和运输3 光解水时还需解决产物分离的问题 需要解决的问题 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 石油约40年 天然气约50年 煤碳约200年 能源危机 太阳以光和热的形式辐射到地球的能量仅为其总辐射量 3 75 1026w 的22亿分之一 但已高达173 000tw 即太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤 这是全球能耗的1 6万倍 太阳能是地球上最基本的能源 地球上的风能 水能 海洋温差能 波浪能 生物质能以及部分潮汐