乙醇汽油的优点.ppt

,第一章化学反应与能量变化,第五课,太阳能、生物质能和氢能的利用,世界能源的主要来源,材料1：目前全世界已经探明的石油储藏量约有1400亿多吨。现在，全世界每年的石油的消费量是35亿吨。问题解决：假如不再发现新的石油储藏，人类还可以用多少年？,请大家观察下列一组数据：,如果人类以目前的速度使用地球上的化学能源，那么石油在40年后将被用尽，,煤在220年后将被用尽，天然气在60年后将被用尽,能源危机,环境污染,风能,生物质能,太阳能,新能源,波浪能,地热能,太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约为3.751026W）的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。下图是地球上的能流图。从图上可以看出，地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。,一、太阳能的资源特点,第一：最丰富的能源。据估计，在过去漫长的11亿年中，太阳消耗了它本身能量的2%。今后足以供给地球人类使用几十亿年，真是取之不尽，用之不竭。估计它给地面照射15分钟的能量，就足够全世界使用一年。第二：地球上，无论何处都有太阳能，可以就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。第三：洁净的能源。在开发利用时，不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音，更不会影响生态平衡。绝对不会造成污染和公害。,迄今为止，自然界中利用太阳能最成功的途径是什么？,（1）光能转化为化学能。在太阳光作用下，植物体内的叶绿素把水、二氧化碳转化为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素。,科学家估计，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耗量的10倍左右。,C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g)H=-2804kJ/mol,（2）化学能转化为热能。动物体内的淀粉、纤维素在酶的作用下，水解生成葡萄糖，葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，又释放出热量。,(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6,淀粉、纤维素,葡萄糖,思考与研究下列问题谈谈自己的想法。据科学家预测，21世纪，化学科学在创造新物质方面将会有更加辉煌的成就。绿色植物能够在太阳光作用下将二氧化碳和水合成为葡萄糖。你认为人类能否模拟绿色植物的光合作用，直接利用太阳能把二氧化碳和水转化为葡萄糖吗？如能，要做到这一点，你认为需要解决什么问题？,讨论：大家知道有哪些利用太阳能的实例？,太阳能光热转换技术的产品最多。如热水器、开水器、干燥器、采暖和制冷、温室与太阳房、太阳灶和高温炉、海水淡化装置、水泵、热力发电装置及太阳能医疗器具。太阳能电池的应用范围很广。例如人造卫星、无人气象站、通讯站、电视中继站、太阳钟、电围杆、航标灯、铁路信号灯。,太阳能的利用方式,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,光能热能,太阳炉,太阳灶,热水器,大棚,2、光电转换,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,基本装置：太阳能电池,安装在停车场顶棚的太阳能电池板,太阳能半导体路灯,美国军用太阳能发电帐篷,3、光化学能转化,运用：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.太阳辐射能和催化剂分解水得到氢气。,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,利用沙漠的太阳光就能够解决全球能源危机，这是日前两位德国科学家在提交给德国政府的两份科学报告中提出的。科学家指出，利用一种叫太阳能聚热发电的技术，只要将放大镜覆盖地球上沙漠地带0.5%的面积，就能满足全球的电力需要，而且能够同时给沙漠地区提供丰富的淡化水。而这种技术就像小孩子在物理课上用放大镜令太阳聚焦在纸上烧一个洞那么简单。,内容摘要：,太阳能虽然具有常规能源无法比拟的优点，但仍需解决一些问题：(1)分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。(2)不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，(3)效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。,生物质能：来源于植物及其加工产品贮存的能量。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。生物质燃料总量十分丰富。,生物质能,生物质能的利用方式,1、直接燃烧2、生物化学转换3、热化学转换,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。,2、生物化学转换,1）制沼气原料：条件：主要成分：用途：,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,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,乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。,乙醇汽油的优点,(1)减少排放车用乙醇汽油含氧量达35，使燃料燃烧更加充分，尾气排放的CO和碳氢化合物平均减少30以上，有效的降低和减少了有害尾气的排放。2)动力性好乙醇辛烷值高(RON为111)，可采用高压缩比提高发动机的热效率和动力性。加上其蒸发潜热大，可提高发动机的进气量，从而提高发动机的动力性。(3)积炭减少因车用乙醇汽油的燃烧特性，能有效的消除火花塞、燃烧室、气门、排气管消声器部位积炭的形成，避免了因积炭形成而引起的故障，延长部件使用寿命。,(4)使用方便乙醇常温下为液体，操作容易，储运使用方便。与传统的发动机技术有继承性，特别是使用乙醇汽油混合燃料时，发动机结构变化不大。(5)资源丰富我国生产乙醇的主要原料有含糖作物、含淀粉作物以及纤维类原料，这些都是可再生资源且来源丰富，因而使用乙醇燃料可减少车辆对石油资源的依赖，有利于我国的能源安全。,3、热化学转换,氢能的开发与利用,氢能的优势,1）燃烧放出的热量多2）燃烧产物是水，不污染环境3）制备的原料是水,资源不受限制,氢能的利用途径,1）直接燃烧2）用于燃料电池,国际氢能经济合作伙伴部长级会议上展出的氢能源汽车,种储氢方式是将材料与氢结合成为氢化物，需要时加热放氢，放完后还可继续充氢。,解决制氢的能耗问题,光解海水,能源从其产生的方式可分为一次能源和二次能源：一次能源：自然界中以现成形式提供的能源称为一次能源。二次能源：要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。,1、下列叙述正确的是A、电能是二级能源B、水力二级能源C、天然气是一级能源D