第1章化学与能源通用PPT课件

1、第一章 化学与能源目 录能源概述1.1化石燃料1.2核能1.3化学电源1.4节能和新能源的开发1.5生活中的化学 研究高效洁净的转化技术和控制低品位燃料的化学反应 开发和利用新能源 化学在能源开发和利用中扮演着重要的角色。生活中的化学 1.1 能源概述 能源：可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。人类生存和发展的重要物质基础，是从事各种经济活动的原动力，也是社会经济发展水平的重要标志。生活中的化学 1.1.1 能源的分类生活中的化学 绿色能源 利用现代技术开发干净、无污染的新能源；化害为利，将发展能源同改善环境紧密结合。生活中的化学 1.1.2 能量的转化 能源

2、和能量既有联系又有区别。 能源的使用其实就是能量形式的转化过程。 煤燃烧灯泡发光电解器电解生活中的化学 热力学第一定律数学表达式：U=Q+W能量可以从一种形式转化为另一种形式，在转化过程中能量既不会消失也不会增加。U体系内能的变化Q体系从外界吸收的热量W外界对体系所做的功生活中的化学 1.1.3 能源利用史 火的发现18世纪中叶第二次世界大战之后 化石能源的枯竭 柴草时期 石油时期 煤炭时期 新能源时期 生活中的化学 1.1.4 世界能源消费概况 生活中的化学 1.1.5 中国能源消费概况 生活中的化学 我国能源资源的特点 总量多,人均少 能源分布很不均衡 以煤为主的能源结构面临严峻挑战 能源

3、利用率低，单位产值能耗高能源消费结构不合理，工业消耗占较大比重农村商业能源短缺 生活中的化学 1.2 化石燃料 世界各国所需的燃料几乎全部来自化石燃料，即煤、石油和天然气。 生活中的化学 1.2.1 煤分布不均匀，绝大部分都埋藏在北纬30以上地区。我国的煤炭储量排名世界第二。煤炭作为化石燃料是非再生能源，按现在的开采速度估计，煤只能用几百年。 生活中的化学 2008-2009年中国煤炭价格走势 中国煤炭工业协会于2009年1月14日发布2008年全国煤炭工业统计快报。 2008年，煤炭价格经历了一场“过山车”式的行情。 2009年上半年，受供需影响，我国煤炭价格基本保持在2008年末的水平。生

4、活中的化学 1.煤的形成由古植物经过复杂的生物化学、物理化学和地球化学作用转变而成的固体有机可燃矿产。 生活中的化学 煤的形成生活中的化学 煤田形成具备的条件 繁茂的植物以及植物死亡后大量残骸的堆积。 气候温暖潮湿以及为植物的繁茂生长创造的有利条件。适宜的植物残骸堆积地形。地壳运动使植物残骸积聚，并逐渐被泥沙等沉积物覆盖，发生一系列生物化学和地球化学作用。 生活中的化学 有机质无机矿物质 水分 除水分以外的所有无机质的总称 2.煤的化学组成外在水分内在水分 由原始植物质演变而来 生活中的化学 煤的化学组成硫碳氢氧氮磷砷氯煤中的有机质生活中的化学 煤的化学组成由于各种煤的碳、氢、氧、氮和硫等主要

5、的比例不同，导致煤的组成结构不同。煤的化学组成虽然各有差别，目前公认的平均组成可用C135H96O9NS代表，此外也还有微量的其他非金属和金属元素。 表1-5 煤的主要化学组成及其含量生活中的化学 煤的化学组成许多研究者报道过不同的煤的化学结构模型，但还不能揭示出煤的实质结构。煤是一种混合物，没有单一的分子结构，相对分子质量为3001000。 煤的经典结构模型生活中的化学 煤的化学组成煤的现代结构模型生活中的化学 3.煤的综合利用 煤的气化煤的焦化煤的液化一是，使煤转化为清洁的能源二是，提取分离煤中所含宝贵的化工原料 生活中的化学 （1）煤的气化煤在氧气不足的情况下进行不完全氧化，并通过不同的

6、气体介质(如空气、水蒸气、氧气或其他气体)将煤中有机质转化为含一氧化碳、氢、甲烷等可燃气体的过程。 目的制取清洁的气体燃料制取化工合成用的气体原料生活中的化学 主要化学反应过程 甲烷化反应水煤气反应 氧化燃烧反应还原反应（发生炉煤气反应）生活中的化学 （2）煤的焦化 也叫煤的干馏,是把煤置于隔绝空气的密闭炼焦炉内加热，生成固态的焦炭、液态的煤焦油和气态的焦炉气。高温（10001100 ）中温 （700900 ）低温 （500600 ）生活中的化学 煤的干馏产物 生活中的化学 （3）煤的液化 将煤炭转换成可替代石油的液体燃料和用于合成的化工原料。 煤具有战略意义的另一种转换 。生活中的化学 直接

7、液化法间接液化法2007在较高温度（大于400）和较高压力（大于10MPa）的条件下，通过溶剂和催化剂对煤进行加氢裂解而直接获得液化油。煤的液化使煤气化得到CO和H2等气体小分子，然后在一定的温度、压力和催化剂的作用下合成各种烷烃(CnH2n+2)、烯烃(CnH2n)和乙醇(C2H5OH)、乙醛(CH3CHO)等液态燃料。生活中的化学 1.2.2 石油和天然气 春晓油田工业的血液 黑色的黄金 生活中的化学 世界两大产油带 世界两大产油带，一个是长科迪勒地带，北起阿拉斯加和加拿大，经美国西海岸到南美委内瑞拉、阿根廷；另一个叫特提斯地带，从地中海经中东到印度尼西亚。 生活中的化学 石油输出国组织（

8、OPEC） 目前，OPEC共有12个成员国，旨在通过消除有害的、不必要的价格波动，确保国际石油市场上石油价格的稳定，保证各成员在任何情况下都能获得稳定的石油收入，并为石油消费国提供足够、经济、长期的石油供应。 生活中的化学 20082009年国际石油价格走势2008年，国际油价经历了过山车般的大起大落，以7月4日为分水岭，呈现出明显的倒“V”字走势。 生活中的化学 1.石油和天然气的成因 无机生成学说 有机生成学说 生活中的化学 人们已发现和利用的天然气 生物成因气油型气无机成因气水合物气煤成气深海水合物圈闭气常规天然气生活中的化学 2.石油和天然气的组成 石油的主要成分是烃类有机物。天然石油

9、（原油）人造石油从油田（油矿）中开采出来的 从油页岩或煤炭经干馏或合成的方法提炼出来的 生活中的化学 2.石油和天然气的组成 天然气的主要成分是甲烷(CH4)，也有少量乙烷(C2H6)和丙烷(C3H8)等低碳烷烃以及二氧化碳、氢气、硫化物等非烃类物质。干气或贫气 湿气甲烷含量高 C2以上烷烃含量较高生活中的化学 3.石油的炼制 在进行炼制以前需要对原油进行预处理，将油气分开，沉降泥沙，并采用电法或化学法脱盐、脱水，然后将其运送到炼化厂，加工成为人们需要的能源产品。 。主要工艺过程包含原油分馏、催化裂化、催化重整和加氢等。 生活中的化学 在加热时，沸点低的烃类先气化，经过冷凝先分离出来，借此可以

10、把沸点不同的化合物进行分离，这种方法叫分馏。属于物理变化，所得产品叫馏分。 (1) 分馏生活中的化学 图1-1 石油分馏示意图 生活中的化学 表1-6 石油分馏的产品和用途 生活中的化学 石油化工的重要原料乙烯乙烯以O2为催化剂在150 、20 MPa条件可制得高压聚乙烯，日常生活中用的食品袋、食品匣、奶瓶等就是用这种材料成型的。若用TiCl4做催化剂在100 、常压下，则可制得强度较高的低压聚乙烯，它可制造脸盆、水桶等器皿。在KMnO4催化下可加水成为乙二醇，是制造涤纶的原料之一。众多乙烯产品广泛用于工农业、交通、军事等领域。现代石油化学工业的一个龙头产品，是一个国家综合国力的标志之一。生活

11、中的化学 当烧菜进行到一半突然断气时，可以将液化气罐摇一摇，或者在罐子外浇一点热水，甚至在气罐上敷上一块热毛巾，火会立刻大起来。城市居民用石油液化气的主要成分就是丁烷，另外还含有在液化时带进的一定量的戊烷(C5H12)和己烷(C6H14)，它们的沸点分别是36 和69 。用户在室温下打开阀门时，这些杂质沸点较高，在室温下不能气化，而以液态沉积于钢瓶中。所以，加温实际上使戊烷和己烷气化，它们同样是可燃气体，可使燃烧时间延长。生活小贴士生活中的化学 汽油发动机在汽缸中燃烧时抵抗爆炸的能力，可用辛烷值度量。提高辛烷值的两种方法在汽油中加入添加剂通过石油馏分的化学转化来改变汽油的烃类组成抗爆性生活中的

12、化学 汽油牌号的根据辛烷值 评定柴油抗爆性的指标十六烷值 柴油牌号的根据凝固点 生活中的化学 （2）裂化将重油等大分子烃类分裂成汽油、柴油等小分子烃类的一种炼制方法。 热裂化催化裂化加氢裂化生活中的化学 在加热、氢压和催化剂存在的条件下，将汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构，使原油蒸馏所得的轻汽油馏分转变成富含芳烃的高辛烷值汽油（重整汽油），并副产液化石油气和氢气的过程。 （3）催化重整 生活中的化学 用催化剂在一定温度和压力下使H2和这些杂环有机物起反应生成NH3或H2S而分离，留在油品中的只是碳氢化合物。提高油品质量的过程。 （4）加氢精制 生活中的化学 一次加工 二次加工

13、 三次加工原油预处理、常压蒸馏和减压蒸馏裂化、催化重整和加氢精制等石油烃烷基化、烯烃叠合、石油烃异构化等 化学变化物理变化催化剂生活中的化学 1.2.3 可燃冰 自然界发现的可燃冰多呈白色、淡黄色、琥珀色、暗褐色等轴状、层状、小针状结晶体或分散状。天然气水合物笼形包合物生活中的化学 以甲烷为主的可燃气体，是由甲烷和水形成的水合物。分子式：MnH2O（M甲烷等气体，n水分子数。） 1.2.3 可燃冰 生活中的化学 充足的烃类气体来源适当的温压条件地质构造环境最主要地质条件1.可燃冰的形成 生活中的化学 通过降低压力引起天然气水合物稳定的相平衡曲线移动，促使水合物分解；不需要昂贵的连续激发，可能成

14、为今后大规模开采可燃冰的有效方法之一，但单用此法速度较慢。 能促使温度上升达到水合物分解的方法；主要不足:造成大量的热损失，效率很低。利用某些化学试剂改变水合物形成的相平衡条件，分解水合物；较热激发法作用缓慢，最大的缺点是费用太昂贵。 热激化法减压法化学试剂法 2.可燃冰的开采 生活中的化学 可燃冰开采需谨慎 专家提示 天然可燃冰呈固态，不会像石油开采那样自喷流出。如果把它从海底一块块搬出，在从海底到海面的运送过程中，甲烷就会挥发殆尽，同时还会给大气造成巨大危害。如果开采不当，后果绝对是灾难性的。 可燃冰作为未来新能源，同时也是一种“危险”的能源。可燃冰的开发利用就像一柄“双刃剑”，需要非常小

15、心谨慎。在考虑其资源价值的同时，必须充分注意到有关的开发利用将给人类带来的严重环境灾难。生活中的化学 3.可燃冰在中国的状况 青藏高原五道梁永冻区钻探发现大量可燃冰的征兆。南海西沙海槽等海区已相继发现存在可燃冰的直接标志。青岛海洋地质研究所已建立有自主知识产权的可燃冰实验室并成功点燃可燃冰。青海省天峻县木里镇祁连山南麓“可燃冰”钻探现场 生活中的化学 核聚变能两个较轻原子核(如氢的同位素氘、氚)聚合成一个较重的原子核，释放的能量。1.3 核能 又称原子能、原子核能，是原子核结构发生变化时放出的能量。 核裂变能 重核原子（如铀、钚）分裂成两个或多个较轻原子核，产生链式反应，释放的能量。 两种方式

16、 生活中的化学 1.3.1 核能的产生 物质-能量转换方程：爱因斯坦的质能关系正确地解释了原子能的来源，奠定了原子能理论的基础。E能量 m质量 c光速生活中的化学 1.3.2 核裂变 U-235原子核受高能中子轰击时，分裂为质量相差不多的两种核素，同时又产生几个中子，还释放大量的能量，这就是核裂变。 生活中的化学 1.3.2 核裂变 发展核能工业是降低大气温室效应的有效途径之一。 核能是一种清洁、安全的能源。发展核电是解决当前电力缺口的一种重要选择。 生活中的化学 1.3.2 核裂变核电站对环境的影响主要是流出物中放射性物质对周围环境产生的辐射。轻者白血球减少、恶心、呕吐、脱发等症状重者出血、

17、溃疡、遗传失常、癌症等 核电站运行的两大问题安全核废料的处理生活中的化学 核电站建设站址设在地质结构稳定的岩石层能承受地震、洪水、飓风等各种自然灾害的侵袭反应堆外壳要充分考虑各种可能产生的高压高温情况国际原子能委员会组织专家对各核电站进行评审操作人员必须经过严格培训和考核才能上岗安全第一生活中的化学 核电站建设 浙江海盐秦山核电站广东大亚湾核电站生活中的化学 核电站附近的居民会不会受到过量的放射性辐射专家提示专家提示，这种担忧完全是没有必要的！严格控制放射性物质的排放三道防止放射性物质泄露的屏障。三个纵深防御措施。由于采用“多重保护、多道屏障、纵深设防”的设计原则，核电站一般不会发生事故，特别

18、是发生严重事故的可能性极小。 生活中的化学 核电站与广岛、长崎的原子弹悲剧的联系与区别 专家提示原子弹爆炸的能量和核反应堆的能量虽然都来自原子核裂变，但这是两种不完全相同的过程。虽然核反应堆的结构和特性与原子弹完全相同，但反应堆大都采用低浓度裂变物质作燃料，这些燃料都分散在反应堆内，在任何情况下都不会像原子弹那样将燃料压在一起而发生核爆炸。而且，反应堆有各种安全控制手段以实现受控的链式裂变反应，即当核能意外释放太快、堆芯温度上升太快时，链式裂变反应就会自行减弱，乃至停止。 生活中的化学 放射性废物的安全处置专家提示早期：将废料直接埋入地下。后来：将废料装在金属桶里，外面加一层混凝土或沥青，弃于

19、海底。现在：应尽量回收用过的核燃料中还未燃尽的铀。废料中还有些有使用价值的放射性物质和非放射性物质，也应提取分离。其他放射性废料应装入防震、防腐、防泄漏的特制容器，然后将容器深埋在荒无人烟的岩石层里。生活中的化学 1.3.3 核聚变 由两个或多个轻核聚合成一个较重的原子核并释放出能量的过程。从获取核聚变能的角度看，目前参与核反应的氢原子核主要以氘(D)、氚(T)反应为主。 生活中的化学 1.3.3 核聚变 在自然界中，只有在太阳等恒星内部，因温度极高，氢核才有足够动能去克服核内的斥力，而自动地发生持续的聚变。第一颗氢弹爆炸人工的聚变目前只能在氢弹爆炸或加速器产生的高能粒子碰撞中实现。生活中的化

20、学 聚变堆是次临界堆，没有裂变堆那种超临界爆炸的危险。聚变能为人类未来的主要能源，具有安全、清洁、取之不尽用之不竭的特点。 1.3.3 核聚变核聚变的原料及其产物基本上无放射性，聚变堆在工作过程中没有大量高放射性废料。由于核聚变需要极高温度，一旦某一环节出现问题，燃料温度下降，聚变反应就会自动中止。生活中的化学 1.4 化学电源 电能是现代社会生活的必需品，是最重要的二次能源。煤和石油制品发电 化学电源热效率低，能耗高，污染重。 把化学能直接转化为电能的装置统称，又称化学电池，俗称电池。 生活中的化学 1.4.1化学电源的工作原理及组成放电电能化学能充电正极负极失去电子氧化反应 得到电子还原反

21、应 生活中的化学 1.4.1 化学电源的工作原理及组成铜锌原电池化学反应中氧化过程和还原过程必须分隔在两个区域中进行。 物质在进行转变的过程中电子必须通过外电路。 两个必备条件生活中的化学 电池的基本组成部分 电极电解质外壳隔离物生活中的化学 碱性锌锰电池（碱锰电池） 第四代产品，老式锌锰电池的改进。 锌皮锌粉 电解液：KOH水溶液 1.4.2 常用化学电源1.锌锰干电池中性锌-二氧化锰电池 （锌-锰电池） 1号、5号干电池 负极：锌 正极：二氧化锰 电解质：氯化锌和氯化铵电解质酸碱性 生活中的化学 图1-4 中性锌锰干电池的结构 生活中的化学 使用干电池注意事项 极性切忌装反。电池不要短路。

22、电池漏液或气胀变形，须及时取出；当电器长时间不用时，也应取出电池。不要长期贮存电池。不要震动与碰撞电池。不要用加热与充电方法激活电池。置于干燥和阴凉的地方。新旧电池不宜混用。不要将废弃电池扔入火中。废旧干电池应妥善处置。 生活小贴士生活中的化学 2.铅蓄电池 电动势高 电压稳定 使用温度范围宽 原料丰富 价格便宜 笨重 防震性差 易溢出酸雾 维护不便 携带不便 优点最早出现的一类二次电池。应用广泛。当前研究的主要方向是提高比能量、循环寿命和使用期限。基本途径是提高活性物质利用率，降低电池的质量，防止活性材料的脱落和寻找耐腐蚀的正极板等。缺点生活中的化学 1.4.3 几种新型化学电源1.氢镍电池

23、 新型的二次电池 正极:氧化镍 负极:氢电极 3种工作状态:正常、过充电和过放电 不同的工作状态，电池内部发生不同的电化学反应。 生活中的化学 1.4.3 几种新型化学电源2.锂电池 内部采用螺旋绕制结构 正极:锂和二氧化钴组成的锂离子收集极及铝薄膜组成的电流收集极 负极:片状炭材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极 有机电解质溶液 安全阀和PTC元件 应用广泛锂电池电动自行车手机锂电池生活中的化学 北京奥运会中的锂电池为打造“科技奥运”、“绿色奥运”，新型的锂电池电动公交车在北京奥运村区域投入运行。北京奥运会以锂电池电动车取代传统公交车，实为“明智之举”：首先，锂电池电动车更加环保，

24、与普通公交车相比，没有尾气排放；再者，锂电池使用的寿命也比较长，一般可以反复充电500次甚至1000次以上；另外，它最大的优点是比较省电。生活中的化学 锂电池在使用过程中常常会出现发热、燃烧现象，轻者影响主机使用，重者还会烧毁主机引起火灾。这是因为锂电池中的许多材料与水接触后，可发生剧烈的化学反应并释放出大量热能，导致发热、燃烧。人们在使用锂电池时一定要注意防水、防潮湿。各种主机停用后，应取下锂电池置于干燥、低温处妥善保管，以预防和避免因锂电池使用不当而引起家庭火灾事故。生活小贴士生活中的化学 1.4.3 几种新型化学电源3.燃料电池 通过电化学过程将燃料中的化学能直接转化为电能的电池。 优点

25、能量转换效率极高可减少化学污染排放，而且操作过程中不产生噪声污染。可使用多种多样的初级燃料笔记本燃料电池（位于底部 ）生活中的化学 4.水果电池 理论上来说，电流大小直接和果酸浓度相关。水果（酸性电解质）化学活性不同的金属生活中的化学 1.5 节能和新能源的开发节能:从能源生产到消费的各个环节减少损失和浪费，提高其有效利用率。在节能的同时，也要积极开展各种新型能源的研究和探索，目前不成熟的新能源也可能成为未来的主要能源。 节能标志生活中的化学 燃油税 燃油税等消费税种在在许多欧洲国家和日本长期实施，促进了能效提高和技术开发，收到了显著的节能效果。燃油税于2009年1月1日正式在我国实施。燃油税

26、是指对在我国境内行使的汽车购用的汽油、柴油所征收的税。它是费改税的产物，是取代养路费而开征的，其实质是汽车燃油税。它取代了先前不同车辆间几乎相同的养路费、车船使用税等固定支出。必须很好地使用燃油税这个经济杠杆，利用高燃油税政策，以促进节油、环保的小型车的发展。 生活中的化学 当代新能源共同特点资源丰富可以再生没有污染或很少污染 生物质能地热能太阳能海洋能氢 能风 能生活中的化学 1.5.1 生物质能植物类非植物类生物质：生物体通过光合作用生成的有机物，包含所有动物、植物、微生物以及由这些生命体排泄和代谢所产生的有机物质，是地球上存在最广泛的物质。种类繁多。 杂草畜禽粪便 城市有机垃圾 工业废水

27、 藻类农林类废弃物（秸秆、谷壳、薪柴、木屑等） 生活中的化学 优 点缺点2007热值及热效率低体积大不易运输 易燃烧污染少灰分较低 1.5.1 生物质能定义以生物质为载体的能量，把太阳能以化学能形式固定在生物质中的一种能量形式。 生活中的化学 1.生物质能的本质 直接或间接来源于植物的光合作用。 生活中的化学 2.生物质燃烧生物质直接燃烧 生物质和煤的混合燃烧 生物质的气化燃烧 可燃部分主要是纤维素、半纤维素、木质素。 生活中的化学 每千克乙醇燃烧约释放30000kJ的热量，而且不含硫及灰分，是一种优质的、极具发展潜力的、可规模化生产的、洁净的新型燃料。乙醇作为新能源，最大的优势在于其属于可再

28、生能源。 3.生物质燃料乙醇乙醇生产方法 微生物发酵法化学合成法生活中的化学 使用乙醇汽油时间最长、成效最大的国家是美国和巴西。 我国燃料乙醇发展空间十分可观，可综合解决国家石油短缺、粮食相对过剩及环境恶化三大热点问题 。3.生物质燃料乙醇燃料乙醇 乙醇汽油乙醇柴油乙醇润滑油生活中的化学 4.生物质燃料沼气由有机物质(粪便、杂草、作物、秸秆、污泥、废水、垃圾等)在适宜的温度、湿度、酸碱度和厌氧的情况下，经过微生物发酵分解作用产生的一种可燃性气体。主要成分是CH4和CO2，还有少量的H2，N2，CO，H2S和NH3等。发酵过程比较复杂，一般包括两个阶段，即产酸阶段（酸性发酵期）和产气阶段（甲烷发

29、酵）。生活中的化学 沼气发酵过程图第一阶段：发酵微生物第三阶段：产氢、乙酸细菌多糖乙酸、H2、CO2、甲酸CH4+CO2+H2O肽和氨基酸糖第二阶段：产氢、产乙酸细菌脂肪酸和甘油淀粉脂肪丙酸、丁酸乙酸、乳酸蛋白质生活中的化学 沼气工程2005年底，全国已建成大中型沼气工程700多座，主要分布在中国东部地区和大城市郊区。江苏、浙江、江西、上海和北京等5个省、直辖市，目前正在运行的大中型沼气工程占全国总量的一半左右。 生活中的化学 气暖热电肥联产的大中型沼气工程 生活中的化学 光皮树黄连木油楠绿玉树一些藻类5.能源植物 环保性能好、可再生、低成本、安全性和持续稳定性好，未来发展的一种重要新能源。

30、高粱甘蔗木薯耶路撒冷菜蓟麻疯树生活中的化学 石油植物主要分布在大戟科 石油植物是绿色植物，在生产过程中一般不会污染环境，而且属于可再生资源，可有计划地种植和收获。石油草柴油树（麻疯树）生活中的化学 藻类植物水藻是当今最有开发前途的能源之一。水藻发电来源广泛，品种多，生长快，产量高，是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源。 生活中的化学 1.5.2 太阳能地球上最根本的能源一种巨大、无污染、洁净、安全、经济的自然能源生活中的化学 1.太阳能的本质太阳内部连续不断的氢核聚变反应过程产生的能量。 广义的太阳能 狭义的太阳能风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能 ,甚至化石燃料 。限于太

31、阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。 生活中的化学 2.太阳能的利用优点缺点无限的储量，取之不尽，用之不竭存在普遍，就地取用在开发利用过程中不产生污染从原理上讲技术可行，有着广泛利用的经济性 能流密度低强度受各种因素(季节、地点、气候等)的影响而不能维持常量。大大限制了太阳能的有效利用 太阳能资源分析是太阳能利用是否可行的基础。 生活中的化学 光热利用光电利用光化学利用 现代太阳能利用日益广泛2.太阳能的利用生活中的化学 光热利用太阳能热水器太阳灶集热器生活中的化学 光电利用太阳能电池板太阳能自行车太阳能花生活中的化学 光合作用光化学作用光电转换光化学利用光分解水制氢光转换成电后电解水制氢

32、 生活中的化学 北京奥运会中的太阳能应用 奥运村的太阳能热水系统生活中的化学 北京奥运会中的太阳能应用太阳能光伏发电照明系统 奥运场馆路灯 生活中的化学 北京奥运会中的太阳能应用运动员餐厅外，海尔太阳能空调全部正常运行 生活中的化学 1.5.3 氢能以氢及其同位素为主体的反应中或氢的状态变化过程中所释放的能量，包括氢核能和氢化学能两大部分。 广泛意义的氢能 普通意义的氢能包括氢的同位素氘、氚的聚变反应释放的能量较狭义：氢燃烧所放出的化学能。较广义：氢和氧通过化学反应直接转变成电能的过程，或氢作为热能和机械能的中间载体而转变能量的过程。生活中的化学 1.5.3 氢能未来最理想的二次能源储量丰富重

33、复使用无污染高热能危险小 便于贮存、运输和使用生活中的化学 1.氢的制取从含氢气源（如精炼气、半水煤气、城市煤气、焦炉气、甲醇尾气等）中用变压吸附法(PSA)、膜法来制取纯氢。采用天然气、煤、石油等蒸气转化制气或是甲醇裂解、氨裂解、水电解等方法得到含氢气源，再分离提纯。生活中的化学 2.氢的储存易燃 易扩撒 质轻 储氢及输氢技术要求能量密度大（包含单位体积和质量储存的氢含量大）、能耗少、安全性高。 氢的储存和运输是氢能系统的关键。 生活中的化学 2.氢的储存物理储存法化学储存法液氢 高压氢气 活性炭吸附 地下岩洞 玻璃微球 碳纤维和碳纳米管 金属氢化物 有机液态氢化物 无机物 铁磁性材料 生活中的化学 3.氢能的利用氢能作为一种清洁的新能源和可再生能源，是石油、化工、化肥和冶金工业中的重要原料。气体燃料金属氢化物合成氨利用方式生活中的化学 合成氨当今氢的最大应用。 生活中的化学 金属氢化物具有化学能、热能和机械能相互转换的功能。金属氢化物圆筒生活中的化学 气体燃料长征运载火箭氢气燃料汽车生活中的化学 1.5.4 地热能 由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。集中分布在构造板块边缘一带，也是火山和地震多发区。地热能也是太阳