第四单元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,象山中学谢晓燕,1.阅读课本P47第一段和图2-17，能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源，是人类生活和社会发展的基础。你所知道的能源有哪些（至少4种以上）？（抢答题分）,煤、石油、天然气、水能、核能、潮汐能等,活动一了解人类生活和社会发展过程中常见的能源及分类,2.目前世界上所需的能源大多来自于什么能源？这些能源在使用过程中存在哪些缺点？（抢答题分）,远古生物掩埋在地下深处历经几百万年演变而成的化石燃料,储量有限,很可能在几百年内被耗尽，而且带来的污染越来越严重。,合作究疑,活动一了解人类生活和社会发展过程中常见的能源及分类,2010年一次能源消耗分布图,能源危机,各种能源可以使用的年限估测,环境污染,3.那么人类如何解决能源危机和化石燃料燃烧带来的污染问题？（抢答题各分）,活动一了解人类生活和社会发展过程中常见的能源及分类,开发和利用清洁高效的新能源,风能,生物质能,太阳能,新能源,波浪能,地热能,新能源,据报道,国家将在“十二五”期间建设100座新能源示范城，这一点已经写入了十二五能源规划。新一代能源主要包括（）核能柴草焦炭太阳能氢能液化石油气水煤气天然气B.C.D.,B,试一试,1.阅读课本P47第二段，地球上最基本的能源是什么能？它是以什么形式传送到地面的？（抢答题2分）,活动二了解太阳能的利用,太阳能,光和热,2.阅读课本P47第三段至P48，太阳能是如何转化为其他形式的能量？利用方式有哪些呢？,答：（1）绿色植物通过光合作用吸收太阳能，动物食用植物，动植物进而形成化石燃料，化石燃料通过各种形式的化学反应。,1、光热能转换,一、太阳能的利用方式,直接利用,太阳炉,美国军用太阳能发电帐篷,2、光电转换,光-电直接转换原理：根据光电效应，利用太阳能直接转化为电能,一、太阳能的利用方式,直接利用,光-热-电转换,为体现低碳经济的理念，上海世博会充分利用太阳能发电技术，其主题馆屋面太阳能板的面积达3104m2，年发电3106kWh若这些电能由火力发电站提供(煤的热值为3107Jkg，煤完全燃烧释放的内能转化为电能的效率是30%)，则仅此一项每年可节约煤炭的质量为1.2106kg.,应用：选择芒硝晶体(十水合硫酸钠晶体)白天吸收热量溶解,晚上放出热量结晶.,二、太阳能的利用方式,直接利用,实例,3、光化学能转化,健康的小空调啊,4、光生物质能转换,原理：通过植物的光合作用，将太阳辐射转化为生物质能。,原理:光能化学能,一、太阳能的利用方式,直接利用,太阳能的优点,1、资源丰富，是最廉价的能源2、分布最广无需运输3、最洁净,太阳能的缺点,1、能量密度低2、有不稳定因素：受各种因素（季节、地理位置、天气等）的影响,活动二了解太阳能的利用,4.交流讨论太阳能有哪些优点以及在利用过程中存在问题？（小组合作题2分）,生物质能的利用,阅读课本P49-50生物质能的利用，回答下列问题：1.生物质能的来源？（抢答题1分）,活动三了解生物质能的利用,2.生物质能的利用方式有哪些？写出涉及到的相关化学方程式。（抢答题3分）,3.联系生活实际，交流讨论阐述生物质能的特点？（小组合作题2分）,植物及其加工产品贮存的能量,二、生物质能的利用,合作学习并归纳，记笔记,生物质能来源于,生物质能的利用方式:,1、直接燃烧,2、生物化学转换,a、制取沼气,b、制取乙醇。,3、热化学转换,生物质能的利用方式,秸秆气化炉,只买炉子不买气，清清洁洁燃烧气。,生物质能的优点：,可再生，分布广泛，燃烧容易，污染少，灰分较低；,生物质能的缺点：,热值及热效率低，体积大而不易运输。,阅读课本，讨论学习,4.阅读课本50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,阅读课本P50-51氢能的开发与利用，回答下列问题：1.氢能为什么被看做理想“绿色能源”？(抢答题2分),活动四了解氢能的开发与利用,热值高原料丰富燃烧产物是水,不会污染环境,2.氢能是如何产生和利用？在使用氢能过程中存在哪些问题？,廉价无污染的获取氢的途径氢燃料的运输和储运方法氢动汽车的价格和技术问题,氢气的贮存和运输问题,碳纳米管储氢材料,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,阅读课本，讨论学习,阅读课本，讨论学习,氢动汽车的价格和技术问题,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。,三、氢能的开发和利用,合作学习并归纳，记笔记,1、氢能的优点及面临困难：,（1）优点热值高、原料丰富、无污染,2、氢能制备及运输贮存的研究方向：,（1）制备方法在光分解催化剂下利用太阳能分解水制氢气。利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下分解水释放出氢气。（2）贮存运输发现和应用贮氢合金,（2）困难：能耗高、贮存和运输困难等。）,3、氢能的利用途径,1）燃烧放热2）用于燃料电池，释放电能3）利用氢的热核反应释放的核能,氢能的开发与利用,1、关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是（）A构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源B设法将太阳光聚焦，产生高温使水分解产生氢气C寻找高效催化剂，使水分解产生氢气D寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气,A,练一练,以练代讲、学以致用,以练代讲、学以致用,2、下列关于能源和作为能源使用的物质的叙述中错误的是（）A.化石燃料物质内部储存着能量B.太阳能不能直接转化为化学能C.物质的化学能可能在不同条件下转化为热能、电能为人类所用D.绿色植物发生光合作用时，将太阳能转化为化学能储存起来,B,(抢答题，各小组1分),以练代讲、学以致用,3、关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是（）A构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源B设法将太阳光聚焦，产生高温使水分解产生氢气C寻找高效催化剂，使水分解产生氢气D寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气,A,(抢答题，各小组1分),4、下列燃料的燃烧，不会污染空气的是()A、无铅汽油B、含铅汽油C、煤D、氢气5、为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气,下列可供开发又较经济的制氢方法是()A、电解水B、锌和稀硫酸反应C、光解海水D、从水煤气中分离,C,D,以练代讲、学以致用,(抢答题，各小组1分),6、氢气是未来的最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛（TiO2）表面作用使海水分解得到氢气的新技术。制得的氢气可用于燃料电池。试完成下列问题：（1）分解海水时，实现了从_能转变为_能，二氧化钛作_。生成的氢气，用于燃料电池时，实现_能转变为_能。水分解时，断裂的化学键有_，分解海水的反应属于_反应（填“放热”或“吸热”）。（2）某种氢燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为：A极：H2+O2-=H2O+2e-；B极：O2+4e-=2O2-则A极是电池的_极；电子从该极_（填“流入”或“流出”）。,太阳化学催化剂化学电H-O吸热,负,流出,3.阅读课本P48拓展视野，完成下列太阳能的利用方式填空。（小组合作题3分）,活动二了解太阳能的利用,光-热转换,光-热-电转换,光-电转换,光-化学能转换,光-化学能转换,光-生物质能转换,太阳能间接转化为化学能,光能转化为热能,光能转化为电能,光能转化为化学能,光能转化为生物质能,光能转化为化学能,谢谢光临指导！,思考：在生活和实际生产中大量应用氢能源，首先要解决哪些问题？什么是储氢材料？,1）制沼气原料：条件：主要成分：用途：,2、生物化学转换,植物的秸秆、枝叶、人畜粪便,厌氧,甲烷,CO2、H2S、NH3、PH3,气体燃料、提供肥料,生物质能的利用方式,2）制乙醇原料：条件：用途：方程式：,含糖类淀粉多的农作物,催化剂、水解、细菌发酵,燃料、与汽油混合作发动机燃料,请思考：沼气属于生物质能吗？天然气呢？,沼气池,乙醇汽车,2、氢能的产生方式,1）电解水制得2）生物质气化制得3）以天然气、石油和煤为原料，在高温下与水蒸气反应制得4）以天然气、石油和煤为原料，用部分氧化法制得5）光解水制得,3.阅读课本P48拓展视野，完成下列太阳能的利用方式填