化學(xué)與常規(guī)能源

1、化學(xué)與常規(guī)能源主要內(nèi)容柴薪（生物質(zhì)能）第一代主體能源煤最主要的固體燃料石油和天然氣化學(xué)電池能源利用的化學(xué)本質(zhì)電、汽油、太陽能都屬于什么？電燈發(fā)光需要什么?汽車行駛需要燃燒什么?人造衛(wèi)星正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要什么?你知道目前還有有哪些能源呢？地?zé)崮芪鞑匮虬司責(zé)岚l(fā)電站溫泉太陽能太陽能電池太陽能熱水器電能風(fēng)能核能化石燃料石油煤目前,人類生產(chǎn)、生活的主要能源是什么？它有什么缺點(diǎn)？化石燃料缺點(diǎn):不可再生如何解決？節(jié)約能源;研制使用節(jié)能產(chǎn)品能量轉(zhuǎn)化率低對(duì)大氣產(chǎn)生污染為什么化石燃料的轉(zhuǎn)化率低？我們以火力發(fā)電廠發(fā)電為例火力發(fā)電廠發(fā)電中能量轉(zhuǎn)化：化石燃料、化學(xué)能f熱能f機(jī)械能f電能你現(xiàn)在知道為什么化石燃料的轉(zhuǎn)化率低的原

2、因了嗎？那么生活中有沒有能量轉(zhuǎn)化率較高的裝置？化學(xué)電源生活生產(chǎn)中常見電池你知道這些電池工作時(shí)，能量是如何轉(zhuǎn)化的？燃料電池可燃性物質(zhì)與氧氣在催化劑的作用下反應(yīng)，直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能下面我們通過實(shí)驗(yàn)來直觀感知化學(xué)電源中能量的轉(zhuǎn)化礦酸銅溶液連接鋅片與負(fù)極、銅片與正極觀察到什么現(xiàn)象？說明什么？實(shí)驗(yàn)中能量是如何轉(zhuǎn)化的？使用電池雖然能減少大氣污染和提高能量的轉(zhuǎn)化效率，但廢舊電池能否隨意丟棄？為什么？你認(rèn)為應(yīng)如何處理？隨意丟棄廢舊電池會(huì)導(dǎo)致固體廢棄物和重金屬離子對(duì)環(huán)境的污染?；剂夏芰哭D(zhuǎn)化率低且污染大氣，而化學(xué)電源雖提高能量轉(zhuǎn)化率，降低大氣污染，但又帶來新的環(huán)境污染問題。那么，你認(rèn)為人類理想的能源是什么

3、？為什么？氫能的優(yōu)點(diǎn)：原料來源廣氫氣熱值大燃燒產(chǎn)物是水,無污染氫氣理想的綠色能源什么是能源？能源是提供能量的自然資源。能量是一切運(yùn)動(dòng)的源泉。沒有能量就沒有生命運(yùn)動(dòng)，生命運(yùn)動(dòng)的停止意味著生命的死亡；沒有能量就沒有化學(xué)反應(yīng)，所有形式的生命都不能維持。能源是宇宙的推動(dòng)力，是系統(tǒng)作功能力的量化特性，能源可以是動(dòng)能、位能、熱能。能源的形式有很多（例如熱力、電力等），而且一種能源形式可以轉(zhuǎn)化成另一種形式。能源結(jié)構(gòu)：石油仍居主導(dǎo)地位，占能源消費(fèi)總量的36.8，煤炭次之，占27.2，天然氣發(fā)展較快，已占23.7，有三足鼎立之勢(shì)。而水電與核能則相對(duì)勢(shì)微，分別僅占6.2和6.1。能源利用效率目前，我國(guó)能源利用效率

4、為33%，比發(fā)達(dá)國(guó)家低10個(gè)百分點(diǎn)；單位產(chǎn)值能耗是世界平均水平的2倍多，比美國(guó)、歐盟、日本、印度分別高2.5倍、4.9倍、8.7倍和43%；我國(guó)8個(gè)行業(yè)（石化、電力、鋼鐵、有色、建材、化工、輕工、紡織）主要產(chǎn)品單位能耗平均比國(guó)際先進(jìn)水平高40%；燃煤工業(yè)鍋爐平均運(yùn)行效率比國(guó)際先進(jìn)水平低15-20%；機(jī)動(dòng)車百公里油耗比歐洲高25%，比日本高20%。能源的分類能源按其來源不同可以分類四類：太陽能：除太陽輻射能以外，還包括煤、石油、天然氣等化石燃料，以及生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能、海洋能等間接來自太陽能的能源。地?zé)崮埽喝绲叵聼崴?、地下蒸氣、干熱巖體。核裂變資源和核聚變資源：如鈾、釷等核裂變和氘、氚、鋰等核

5、聚變資源。月球、太陽等星體對(duì)地球的引力為主產(chǎn)生的能源：如以月球引力為主產(chǎn)生的潮汐能。能源的分類按能源工作者的分類一次能源：可從自然界取得而不改變其基本形態(tài)的能源。常規(guī)能源：已被人們廣泛應(yīng)用的能源，如水能、煤、石油、核裂變材料等新能源：采用新的先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)而被廣泛應(yīng)用的能源，如太陽能、風(fēng)能、核聚變材料二次能源：由一次能源加工或轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)變了形態(tài)的能源稱為二次能源。煤制品石油制品電能、沼氣、蒸汽等。一次能源：1、再生能源：太陽能、水力、風(fēng)力、生物質(zhì)能、波浪能、潮汐能、海洋溫差能、地?zé)帷?、非再生能源：原煤、原油、天然氣、油頁巖、核能二次能源：電力、蒸汽、煤氣、汽油、柴油、重油、液化石油氣、酒精、沼

6、氣、氫氣和焦炭空氣、地表吸熱直接利用太陽能光合作用水蒸氣形成雨雪空氣變熱形成風(fēng)食物中的化學(xué)能2013/11/12化學(xué)與常規(guī)能源26I柴薪（生物質(zhì)能）第一代主體能源柴薪是人類第一代主體能源柴薪也可稱為生物質(zhì)能，它是光合作用的產(chǎn)物,是太陽能的間接利用植物的葉綠體通過光合作用，利用太陽的能量，將CO2和H2O合成為有機(jī)物并放出O2,在燃燒時(shí)，這些有機(jī)物又與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)變?yōu)镃O2和H2O,同時(shí)釋放出能量。水+二氧化碳（植物、太陽能）一-有機(jī)體+氧生物質(zhì)能是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物中的一種能量形式，一種以生物質(zhì)為載體的能量，它直接或間接地來源于植物的光合作用，在各種可再生能源中，生物質(zhì)是獨(dú)特的，

7、它是貯存的太陽能，更是一種唯一可再生的碳源。生物質(zhì)資源數(shù)量龐大，形式繁多，其中包括柴薪，農(nóng)林作物，尤其是為了生產(chǎn)能源而種植的能源作物，農(nóng)業(yè)和林業(yè)殘剩物，食品加工和林產(chǎn)品加工的下腳料，城市固體廢棄物，生活污水和水生植物等等（中國(guó)生物質(zhì)資源主要是農(nóng)業(yè)廢棄物及農(nóng)林產(chǎn)品加工業(yè)廢棄物、薪柴、人畜糞便、城鎮(zhèn)生活垃圾等四個(gè)方面）。生物能的優(yōu)缺點(diǎn)生物能具備下列優(yōu)點(diǎn)：提供低硫燃料；提供廉價(jià)能源（於某些條件下）；將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成燃料可減少環(huán)境公害（例如，垃圾燃料）；與其他非傳統(tǒng)性能源相比較，技術(shù)上的難題較少。其缺點(diǎn)有:*小規(guī)模利用；*植物僅能將極少量的太陽能轉(zhuǎn)化成有機(jī)物；*單位土地面的有機(jī)物能量偏低；*缺乏適合栽種

8、植物的土地；*有機(jī)物的水分偏多（50%95%）。據(jù)統(tǒng)計(jì)：世界每年約產(chǎn)出1.7X1011噸干生物量，利用量?jī)H為1.3X108噸，不足總量的1%；生物質(zhì)向人類提供了世界能源消費(fèi)總量的15%,僅次于石油、煤碳和天然氣（生物能是第四大能源）；我國(guó)利用的生物質(zhì)能約為2.6X108噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占農(nóng)村能源消費(fèi)的70%左右。傳統(tǒng)能源使用的新方式柴薪的傳統(tǒng)使用方法是直接燃燒，其熱利用率很低，為15%左右，即使用新式節(jié)柴灶，也最多能提高到25%左右，而且直接燃燒還會(huì)造成環(huán)境污染。總體思路：將固態(tài)的柴薪通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為可燃性液態(tài)或氣態(tài)化合物，即將生物能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，然后再燃燒放熱。氣態(tài)燃料：沼氣液態(tài)燃料：甲醇、乙醇

9、一、氣體燃料沼氣生物質(zhì)在厭氧條件下可生成沼氣，其主要成份是甲烷（CH4）,甲烷燃燒熱值高，而且干凈，因此被稱為清潔燃料。另外，生成沼氣的殘?jiān)?、殘液是?yōu)質(zhì)的速效肥料。沼氣的原料可以是有機(jī)垃圾，既處理了生活垃圾的一部分又清潔了環(huán)境，所以建設(shè)大型沼氣池可同時(shí)處理城市垃圾，還可以用于發(fā)電。到2000年底，我國(guó)共建成了1000座工業(yè)廢水和畜禽糞便沼氣工程形成了每年約6億立方米沼氣生產(chǎn)能力。我國(guó)農(nóng)村有500多萬小型沼氣池作為家用能源。二、液體燃料生物質(zhì)經(jīng)過發(fā)酵或高溫?zé)岱纸獾确椒芍圃旒状?、乙醇等干凈的液態(tài)燃料。許多歐美國(guó)家已經(jīng)普及使用了乙醇或含乙醇的汽油做汽車燃料。歐洲已有多家由木屑生產(chǎn)甲醇的工廠。除利用

10、農(nóng)牧業(yè)的廢料，科學(xué)家們成功地培植了一些速生樹木等高產(chǎn)作物以獲取生物能源。巴西：香膠樹（又稱石油樹）每株每年產(chǎn)50KG左右與石油成份相近的膠質(zhì)。美國(guó)：黃鼠草，每公頃年產(chǎn)6000kg石油；巨型海藻，提煉類似柴油的燃料油。生物能的開發(fā)和利用具有巨大的潛力直接燃燒生物質(zhì)來產(chǎn)生熱能、蒸汽或電能。利用能源作物生產(chǎn)液體燃料。目前具有發(fā)展?jié)摿Φ哪茉醋魑铮ǎ嚎焖俪砷L(zhǎng)作物樹木、糖與淀粉作物（供制造乙醇）、含有碳氧化的合作物、草本作物、水生植物。生產(chǎn)木炭和炭。生物質(zhì)（熱解）氣化后用于電力生產(chǎn)，如集成式生物質(zhì)氣化器和噴氣式蒸汽燃?xì)廨啓C(jī)BIG/STIG）聯(lián)合發(fā)電裝置。對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物、糞便、污水或城市固體廢物等進(jìn)行厭氧

11、消化，以生產(chǎn)沼氣和避免用錯(cuò)誤的方法處置這些物質(zhì)，以免引起環(huán)境危害。根據(jù)生物質(zhì)能的作用和我國(guó)的現(xiàn)狀，目前重點(diǎn)發(fā)展的項(xiàng)目如下：（1）近期優(yōu)先發(fā)展項(xiàng)目生物質(zhì)氣化供氣生物質(zhì)氣化發(fā)電大型沼氣工程生物質(zhì)直接燃燒供熱（2）中長(zhǎng)期化發(fā)展項(xiàng)目生物質(zhì)高度氣化發(fā)電項(xiàng)目（BIG/CC）生物質(zhì)制氫等優(yōu)質(zhì)燃?xì)馍镔|(zhì)熱解液化制油II.最主要的固體燃料概述煤是我國(guó)的主要能源煤的來源及形成煤的化學(xué)組成煤的利用方式直接燃燒綜合利用煤的氣化煤的干餾煤的液化煤是我國(guó)的主要能源中國(guó)最早使用煤，700多年前，馬可波羅看到中國(guó)人燒煤，這是他第一次見識(shí)到一種可以燃燒的“黑石頭”最早大規(guī)模使用煤的是英國(guó)：英國(guó)森林資源有限，而英國(guó)又是產(chǎn)業(yè)革命的

12、發(fā)源地，隨著蒸汽機(jī)的發(fā)明和推廣，煤逐漸成為能源主角。世界能源消費(fèi)：20世紀(jì)70年代石油超過了煤。發(fā)展中國(guó)家仍以煤為主要能源。中國(guó)的能源消費(fèi)構(gòu)成：煤所占比例為：1960年94%；1970年81%;1990年76%；2000年68%煤的來源（形成）煤、石油和天然氣是上億年前的植物或動(dòng)物變來的，故被稱為“化石能源”。它的主要演變過程為：約3億年前的古生代泥煤形成隨著地殼下降，下有地?zé)幔嫌型潦瘔毫置盒纬傻貧だ^續(xù)下降，較深的地方，壓力繼續(xù)增大，地?zé)釡囟瓤蛇_(dá)20000C左右，形成煙煤，最后變成無煙煤。煤因此被稱為化石能源煤的化學(xué)組成因產(chǎn)地而異。目前公認(rèn)的平均組成含C、H、O、N、S分別為85.0%，5

13、.0%，7.6%，0.7%，1.7%，可折成原子比來表示：C135H96O9NS此外還含有其他的金屬和非金屬元素。iHH40H口煤的也甞結(jié)杓擾型人A2013/11/12化學(xué)與常規(guī)能源焦?fàn)t氣一氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳?xì)怏w燃料、化工原料粗氨水氨和鞍鹽氮肥粗苯苯、甲苯、二甲苯炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料煤苯、甲苯、二甲苯酚類湊染料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、合成材料I瀝青筑路材料、電極如炭一冶金、電石念常規(guī)能源氣、燃料等2013/11/1241煤的利用方式直接燃燒我國(guó)是一個(gè)燃煤大國(guó)。年消費(fèi)量在10億噸以上。其中30%用于火力發(fā)電，煉焦；50%用于各種工業(yè)鍋爐、窯爐20%的用于生活?？梢?，絕大部分是直接燒掉。

14、直接燃燒的弊端：1.熱效率低；化學(xué)利用率低；嚴(yán)重污染環(huán)境。.3煤432013/11/12化學(xué)與常規(guī)能源脫二氧化硫的步驟和空氣堪燒爐CaCOOSOjSf一眇CaCOjCW錨爐燃料.瀝-n化學(xué)與常規(guī)能源542013/11/12化學(xué)與常規(guī)能源55丁詁IIIIIII七祖柴油.GfY：ii內(nèi)懷機(jī)和輕昨料潤(rùn)澇油,$-込潤(rùn)滑作用石油主要分煽產(chǎn)齒倔分腔的鍛撼子石油咒Q-G輕油潛劑抽30ISOGYeChj-Cm煤油180-280GoY陌柴袖280-350G廣Go2013/11/凡士林石皆350-300G.YjoGCmfCw2化學(xué)與常規(guī)能源Q石油的組成與利用當(dāng)今社會(huì)，隨著汽車的普及，汽油用量遠(yuǎn)大于煤油。能否將煤油

15、變成汽油呢？怎樣提高汽油的性能和品質(zhì)呢？熱裂法（催化裂解法制汽油）催化重整法加氫精制煤油變汽油熱裂法經(jīng)測(cè)定，汽油的主要成分是78個(gè)C原子的烷烴，而煤油為含1015個(gè)C原子的烷烴。在加熱加壓條件下，通過催化劑，大分子分裂為小分子，煤油變成汽油。經(jīng)催化裂化，從重油中能獲得更多乙烯、丙烯、丁烯等化工原料，也能獲得較多較好的汽油。提高汽油性能催化重整法提高汽油的辛烷值（汽油性能的表征）辛烷值：汽油中異辛烷（2,2,4-三甲基戊烷）的含量，用以衡量汽油抗震性的高低。人們把抗震性最差的正庚烷的辛烷值定為0（自燃點(diǎn)：2230C）,抗震性較好的異辛烷的辛烷值定為100（自燃點(diǎn)：4180C）。汽油和汽油的標(biāo)號(hào)辛

16、烷值常用來衡量汽油的抗震程度，把抗震性較好的異辛烷（2,2,4一三甲基戊烷）的辛烷值定為100,爆震性極強(qiáng)的正庚烷的辛烷值定為零，把汽油的抗震性和這兩種烴的不同比例的混合物進(jìn)行比較，就可以得到該汽油的相對(duì)辛烷值。目前，我國(guó)使用的車用汽油標(biāo)號(hào)就是按照汽油的辛烷值大小劃分的，例如90號(hào)汽油表示該汽油的辛烷值不低于90。為了提高汽油的辛烷值，過去廣泛使用的一種方法是在汽油中添加少量抗震劑四乙基鉛（汽油精）；現(xiàn)在為了提高汽油的辛烷值，一般采用甲基叔丁基醚CH3OC（CH3）3，又名MTBE作為高辛烷值組分。提高油品質(zhì)量催化重整法這是石油工業(yè)中另外一個(gè)重要過程。在一定的溫度壓力下，汽油中的直鏈烴在催化劑

17、表面上進(jìn)行結(jié)構(gòu)的“重新調(diào)整”，轉(zhuǎn)化為帶支鏈的烷烴異構(gòu)體，這就能有效地提高汽油的辛烷值，同時(shí)還可得到一部分芳香烴，這是原油中含量很少而只靠從煤焦油中提取不能滿足生產(chǎn)需要的化工原料，可以說是一舉兩得。現(xiàn)用催化劑是貴金屬鉑（Pt）、銥（Ir）和錸（Re）等，它們的價(jià)格比黃金貴得多，化學(xué)家們巧妙地選用便宜的多孔性氧化鋁或氧化硅為載體，在表面上浸漬0.1%的貴金屬，汽油在催化劑表面只要2030s就能完成重整反應(yīng)。提高油品質(zhì)量加氫精制法蒸餾和裂解所得的汽油、煤油、柴油中都混有少量含N或含S的雜環(huán)有機(jī)物，在燃燒過程中會(huì)生成NOx及SO2等酸性氧化物污染空氣，當(dāng)環(huán)保問題日益受關(guān)注時(shí)，對(duì)油品中N，S含量的限制也

18、就更加嚴(yán)格。現(xiàn)行的辦法是用催化劑在一定溫度和壓力下使H2和這些雜環(huán)有機(jī)物起反應(yīng)生成NH3或H2S而分離，留在油品中的只是碳?xì)浠衔?。?0年代末開始，石油化工科學(xué)研究院針對(duì)我國(guó)油品特點(diǎn)，開展了大量基礎(chǔ)研究工作，開發(fā)出多種加氫催化劑，基本滿足了國(guó)內(nèi)煉油工業(yè)的需要，并有出口。這類催化劑以Al2O3為載體，活性組分有鉆一鉬（CoMo）、鎳一鉬（NiMo）、鎳一鎢（NiW）等體系。天然氣（與石油伴生）天然氣可分為兩種：干天然氣（含甲烷80-90%）,難液化，常用于燃料。我國(guó)天然氣多為干天然氣濕天然氣，加壓降溫時(shí)易液化，常作裂解氣原料，制取乙烯。我國(guó)是最早利用天然氣的國(guó)家。比西方早1300年。在晉朝初年

19、開始利用，宋朝時(shí)已經(jīng)大規(guī)模用于熬制井鹽。陸上資源主要集中在四川盆地、陜甘寧地區(qū)、塔里木盆地和青海，海上資源集中在南海和東海。此外，在渤海、華北等地區(qū)還有部分資源可利用。W化學(xué)電池化學(xué)電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的裝置，分為原電池和蓄電池。原電池原電池通常由正極、負(fù)極、電解液以及容器和隔膜等組成，它可表示為：負(fù)極/電解液/正極。干電池1800年伏打首先制成了伏打電池。1836年英國(guó)化學(xué)家發(fā)明了古典原電池。1865年法國(guó)化學(xué)家勒克朗斯發(fā)明了第個(gè)干電池，現(xiàn)代的干電池不過是其改進(jìn)。(I)鋒猛電池ZnlNHiCl,ZnCl2IMnC正極：MnO上+H2O+MnOOH+OH-負(fù)極；弘力二力Zn+2NH

20、4Cl-2c趴期極，止電號(hào)MnOs4石舉+NH1Cl+H；O鋅錳干蟲結(jié)緡式為:=Zn(NH3)3Cl24-2H+2MnOOH+Zn(NH3)?Cl2Zn(陽極，負(fù)電極)2)堿性干電池用氫氧化鉀代替氯化鋅和氯化銨作電解質(zhì)，在這種電池里，電解質(zhì)為堿溶液，有良好的導(dǎo)電性能，比糊狀的氯化銨溶液導(dǎo)電速度快得多；鋅皮改為鋅粉，反應(yīng)的面積要比鋅皮大得多，因此可做到連續(xù)大容量放電；外殼另有做成封閉型的鐵皮，以防電解液滲漏。|KOHK2Zn(OH)4Mng-+2H2OIE極：MnO+H2O+e=MnOOH+0HMnOOH+比0*OHMn(OH)IMn(0H)4+eMn(OH)i銀鋅鈕扣電池鈕扣式電池中常見的為銀

21、鋅電池。銀鋅電池體積小、重量輕，可大電流放電，放電電壓平穩(wěn)，工作電壓是16伏,廣泛應(yīng)用于對(duì)體積和重量有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合，但價(jià)格昂貴。ZhlKOHOiAg正極：A&O+H2O+2e2Ag+2OH負(fù)極：Zn+2OH-2e=ZnO+H2O總反應(yīng)式為：鋰0十ZnZnO+2Ag蓄電池蓄電池也稱二次電池，是指放電后能充電復(fù)原繼續(xù)使用的化學(xué)電池。鉛蓄電池由金屬鉛板（負(fù)極）和緊附著二氧化鉛的鉛板（正極）浸入30%（密度為1.21.3g/cm3）的硫酸水溶液所組成。鉛蓄電池充電后電壓可達(dá)2.2伏;放電后電壓下降，當(dāng)電壓降至1.25伏時(shí)（這時(shí)溶液密度為1.05g/cm3）不能再使用，必須充電。鉛蓄電池用于汽車、小型

22、電動(dòng)機(jī)車作為啟動(dòng)電源，用于實(shí)驗(yàn)室作為常用電源，還廣泛用于飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、坦克的照明光源。鉛蓄電池的電極反應(yīng)PbIH2SO4JPbO：放電時(shí)，鉛板負(fù)極：Pb+SO-2e-=PbSO4二氧化鉛正極：昭+41+十抵一+2名=PbSO4+2H2O充電時(shí)，陰極（原負(fù)極：PbSO4+2ePb+SO?-陽極（原正極hPbSO4+2H2O-2eP1A+斗E+十昭總反應(yīng)式為：珂+噸+4屮+2咽-2PbSO4+2H2O堿式鎳鎘蓄電池（2）堿式操鎘蓄電池它以Cd為負(fù)極，氧化鐮（NiOOH）為正極,KOH或NaDH的水溶液為電解液。CdIKOHC或NaOH）INiOOH負(fù)極：Cd+2OH-2?MCd（OH）2正極

23、：2NiOOH+2HaO+2e2Ni（OH）2+20H-總反應(yīng)式為：Cd+2NIOOH+2出0霧2Ni（OH）?豐Cd（OH）2徐鎘蓄電池的電壓為L(zhǎng)2伏，可制成密封式，耐沖擊、耐震動(dòng)、重量輕，可低溫（-40化）使用，使用壽命長(zhǎng)（充放電循環(huán)周期高達(dá)數(shù)千次），自放電小。它能以大電流（200050005的脈沖電流）放電，已大量用于計(jì)算器、電動(dòng)刨刀、夜間照明等銀鋅電池在噴氣式飛機(jī)、人造衛(wèi)星和宇宙飛船中作電源。但是,它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造費(fèi)用較高。一種高能電池。Znl40%KOH+KsZnQj飽和溶液IA&O（A）大型銀鋅蓄電池可作為水下試驗(yàn)艦艇、魚雷推進(jìn)器、飛機(jī)、高空氣球、宇宙飛船、宇宙探測(cè)器的動(dòng)力電源和

24、應(yīng)急電源。長(zhǎng)壽命的高、中、低倍率型的銀鋅蓄電池用于便攜式通信機(jī)、電視攝影、照明、醫(yī)療儀器、徼光器、雷達(dá)等C發(fā)展中的新型電池1、氫鎳電池氫鎳電池是新型的蓄電池，其正極為氧化鎳，負(fù)極為氫電極（其內(nèi)部氣體壓力可達(dá)4MP）。它的工作狀態(tài)可劃分為3種：正常工作狀態(tài)、過充電狀態(tài)和過放電狀態(tài)。氫鎳電池的電極反應(yīng)及對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電位氫鎳電池的的突出優(yōu)點(diǎn)是循環(huán)壽命長(zhǎng)，1977年起在地球同步軌道條件下壽命超過10年。此外，它承受過充電和過放電的能力很強(qiáng)。但其成本較高，電池放電速度較大，以及有爆炸的可能性。盡管如此，氫鎳電池的前景十分樂觀，最終將在航天領(lǐng)域內(nèi)全面取代鎘鎳電池。2、鋰電池鋰是自然界電池最輕的金屬元素，同時(shí)

25、它又具有最低的電負(fù)性（-3.045V）。所以選擇適當(dāng)?shù)恼龢O與之匹配，可以獲得較高的電動(dòng)勢(shì)，具有最高的比能量，所謂比能量，即單位重量電極物質(zhì)所能放出的能量。由于鋰遇水會(huì)發(fā)生劇烈反應(yīng)，所以應(yīng)選用非水電解質(zhì)溶液。日本三洋公司首先推出Li/MnO2電池。其電極反應(yīng)如下：反應(yīng)結(jié)束Li+進(jìn)入MnO2晶格中。鋰電池的優(yōu)異性能是：比能量高，使用溫度范圍廣，放電電壓平坦。以固體電解質(zhì)制成的鋰電池，體積小，無電解液滲漏，電壓隨放電時(shí)間下降緩慢，電池壽命長(zhǎng)，特別適用于心臟起搏器的電源。主要缺點(diǎn)是：但在短路或某些重負(fù)荷下，有發(fā)生爆炸的可能性。3、燃料電池所謂燃料電池，是通過電化學(xué)過程將反應(yīng)物（燃料）中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化

26、成電能的電池裝置。燃料電池的基本組成是電極、電解質(zhì)、燃料和氧化劑。工作時(shí)，燃料和氧化劑不間斷地分別輸送到電池的兩個(gè)電極上，確保電池連續(xù)穩(wěn)定工作。氫-氧燃料電池的工作原理燃料電池適用于航空事業(yè)，一則燃料電池有很高的比能量，可降低向太空的發(fā)射費(fèi)用。二則燃料電池的產(chǎn)物是水，經(jīng)處理后可供宇航員飲用，更可減少攜帶重量。V.能源利用的化學(xué)本質(zhì)能源利用過程是能量的轉(zhuǎn)化過程如煤燃燒放熱使蒸汽溫度升高的過程就是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過程；高溫蒸汽推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能的過程；電能通過電動(dòng)機(jī)可轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電能通過白熾燈泡或熒光燈管可轉(zhuǎn)化為光能；電能通過電解槽可轉(zhuǎn)化為化學(xué)能等等。柴草、煤炭、石油和天然氣等常用能源所提供的能量都