e太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用

第四單元太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用1990年我國化石燃料和水電能源消耗構(gòu)成示意圖能源危機石油40年天然氣

50年煤碳240年能源危機生物質(zhì)能太陽能氫能風(fēng)能太陽能的利用太陽能資源的優(yōu)點：1、總量最大——取之不盡，用之不竭2、分布最廣——遍布世界各地3、最清潔——利用過程中不會產(chǎn)生任何污染，也不會產(chǎn)生廢棄物……1、光－熱能轉(zhuǎn)換原理：利用太陽輻射加熱物體而獲得熱能應(yīng)用：太陽能熱水器反射式太陽灶高溫太陽爐地膜、大棚、溫室太陽能的利用方式：太陽能熱水器太陽灶大棚原理：根據(jù)光電效應(yīng)，利用太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能應(yīng)用：為無電場所提供電池，包括移動電源和備用電源、太陽能日用電子產(chǎn)品并網(wǎng)發(fā)電2、光－電轉(zhuǎn)換太陽能發(fā)電美國軍用太陽能發(fā)電帳篷3、光－化學(xué)能轉(zhuǎn)化運用：暖袋——選擇芒硝晶體（十水合硫酸鈉晶體Na2SO4·10H2O）白天吸收熱量溶解，晚上放出熱量結(jié)晶，故可利用此類鹽的結(jié)晶水合物以調(diào)節(jié)室溫。光解水——利用太陽輻射能和催化劑可以使水分解制的氫氣。化學(xué)方程式：6H2O+6CO2C6H12O6+6O2光葉綠素4、光－生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換原理：通過地球上眾多植物的光合作用，將太陽輻射轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能本質(zhì)：光能→化學(xué)能(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g)△H=-2804kJ/mol淀粉、纖維素葡萄糖生物質(zhì)能生物質(zhì)能來源于植物及其加工產(chǎn)品貯存的能量。生物質(zhì)包括農(nóng)業(yè)廢棄物（如植物的秸稈、枝葉）、水生植物、油科植物、城市與工業(yè)有機廢棄物、動物糞便等。拾柴背秸稈的老大爺晾曬在墻上的干牛糞生物質(zhì)能源是一種理想的可再生能源，其具有以下特點：①可再生性；②低污染性；③廣泛的分布性。1、直接燃燒注釋：用纖維素（C6H10O5）n代表植物枝葉的主要成分點燃（C6H10O5)n+6nO26nCO2+5nH2O缺點:生物質(zhì)燃燒過程的生物質(zhì)能的凈轉(zhuǎn)化效率在20－40％之間。生物質(zhì)能的利用方式2、生物化學(xué)轉(zhuǎn)換a、利用植物的秸桿、枝葉、雜草等制取沼氣b、用含糖類、淀粉（C6H10O5）n較多的農(nóng)作物（如玉米、高粱）為原料，制取乙醇。催化劑（C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6C6H12O62C2H5OH+2CO2↑點燃乙醇汽油是用90%的普通汽油與10%的燃料乙醇調(diào)和而成。首先，乙醇汽油增加汽油中的含氧量，使燃燒更充分，有效地降低了尾氣中有害物質(zhì)的排放；第二，有效提高汽油的標(biāo)號，使發(fā)動機運行更平穩(wěn)；第三，可有效消除火花塞、氣門、活塞頂部及排氣管、消聲器部位的積炭，可以延長主要部件的使用壽命。3、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)生物質(zhì)可燃性氣體閱讀課本50頁拓展視野，小結(jié)用焚燒的方法處理垃圾有什么優(yōu)點？1、減輕了垃圾占地給城市造成的壓力2、焚燒產(chǎn)生熱量發(fā)電3、焚燒的余熱可以取暖4、殘渣可以修橋鋪路氫能的開發(fā)與利用氫能的特點：1、資源不受限制2、發(fā)熱值高3、燃燒產(chǎn)物不會污染環(huán)境……氫能被人們稱為理想的“綠色能源”1、解決制氫的能耗問題1）以天然氣、石油、和煤為原料，在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得2）電解水制得3）生物質(zhì)氣化制得4）光解水制得氫能的產(chǎn)生方式：化學(xué)變化2、氫氣的儲存儲氫材料碳納米管儲氫材料據(jù)PhysOrg網(wǎng)2005年10月24日消息，最近一家名為Engineuity的以色列公司發(fā)明了一種能夠在汽車內(nèi)產(chǎn)生氫氣的技術(shù)系統(tǒng)，而且只需要使用鎂和鋁等普通金屬。這一技術(shù)將完全解決汽車在氫氣制造、運輸和儲存方面的所有相關(guān)難點。3、氫能的利用途徑1）燃燒放熱