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文档简介
1、LOGO 光解水研讨光解水研讨 Contents 背景背景 目标目标 研究内容及实施步骤设想研究内容及实施步骤设想 可行性分析可行性分析 成果成果 背景背景 当今能源主要是煤、石油、天然气,而随 着社会的发展需求,对能源的消耗量也不 断增加。而煤、石油、天然气属于非可再 生资源,在不久的将来都会宣布枯竭 水能 风能 太阳能 地热能 生物能 潮汐 能 ,除此之外,H2也是可再生能源 优点:1.它的产物是水,不污染环境 2.燃烧释放热多 3.来源广泛 缺点:1.制氢成本过高 2.开发氢能源 技术不过关 3.贮存和运输氢能源的技 术不过关 资料资料 能源现状能源现状 可再生能可再生能 源源 H2的优
2、缺的优缺 点点 Hot Tip v 1972年日本东京大学Fujishima A和Honda K两位教授 首次报导TiO2单晶电极光催化分解水从而产生氢气这 一现象后,揭示了利用太阳能直接分解水制氢的可能 性,开辟了利用太阳能光解水制氢的研究道路。随着 电极电解水向半导体光催化分解水制氢的多相光催化 (heterogeneous photocatalysis)的演变和TiO2以外的 光催化剂的相继发现,兴起了以光催化方法分解水制 氢(简称光解水)的研究,并在光催化剂的合成、改性 等方面取得较大进展。 v 但要大规模应用光解水来生产氢气,在现在还不太现 实,主要是反应的效率、条件,储存、运输等方
3、面的 问题,还需要不断地努力。 Aim What How 月球上的特殊环境(宇宙射月球上的特殊环境(宇宙射 线,高低温)对光解水反应线,高低温)对光解水反应 的影响的影响 宇宙射线的强度对反应怎么影响宇宙射线的强度对反应怎么影响 以及温度在反应中是否产生影响,以及温度在反应中是否产生影响, 怎么影响怎么影响 光解水反应光解水反应 宇宙射线宇宙射线温度温度 探究方面: Process 在月球表面同一地点进行在月球表面同一地点进行 实验(月球表面温度范围:实验(月球表面温度范围: -183127),不同时间),不同时间 多次进行实验多次进行实验 宇宙射线的研宇宙射线的研 究究 温度的研究温度的研究
4、 实验过程中有记录仪实验过程中有记录仪 自动记录周围环境的自动记录周围环境的 温度以及反应强度温度以及反应强度 FormerLater v 实验内容主要包括以下三个个方面实验内容主要包括以下三个个方面 1:在登月舱无射线的 情况下,进行实验 2:然后在月球表面射 线辐射下进行实验(可以 控制辐射强度多次进行) 实验过程中的辐射 强度及反应强度由 记录仪自动记录 Process 混合研究混合研究 同时改变温度以及同时改变温度以及 辐射强度,多次进辐射强度,多次进 行实验行实验 记录仪同时记录温度及辐射记录仪同时记录温度及辐射 强度,强度, 将上表中得到的实验数据列表进行分析,初步得出结论,再进行
5、温度以 及辐射同时改变的实验来初步验证前面所得的结论的合理与否 注:实验所用的基本方法是控制变量法 可行性分析可行性分析 1辐射:月球表面没有大气层,宇宙中的射线以及各种微粒都能辐射:月球表面没有大气层,宇宙中的射线以及各种微粒都能 够毫无阻碍的达到月球表面,为实验提供足够的辐射够毫无阻碍的达到月球表面,为实验提供足够的辐射 2温度:因为月球表面的温差很大,故可在同一地点进行实验,温度:因为月球表面的温差很大,故可在同一地点进行实验, 而且温差足够满足实验需求而且温差足够满足实验需求 实验过程的主要设备:反应发生装置,数据记录仪,温度计(已 经有温度计能测到-200到+200的范围),辐射控制
6、装置(主要吸 收辐射来控制辐射强度),小型光电板(用于光电转化),小型 摄像头,总重量10Kg 试验过程耗能:各种仪器的工作试验过程耗能:各种仪器的工作 能源来源能源来源1:若反应能够顺利进行,则可用产生的若反应能够顺利进行,则可用产生的H2与与O2做氢氧燃做氢氧燃 烧电池。烧电池。2:若反应产生的能源不够,可用小型光电板利用太阳:若反应产生的能源不够,可用小型光电板利用太阳 能提供实验耗能能提供实验耗能 环境分析环境分析 设备分析设备分析 能量分析能量分析 用途用途 燃料燃料 冶金工业冶金工业 氢氧焰氢氧焰 生产生产 石油化工石油化工 4.合成甲醇、合 成人造石油和不 饱合烃的加成 5. 合成的 原料 1. 用于航天航空 ,核武、氢弹、 2. 还原铁、铜等 金属,生产高纯 硅的
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