蘇教版高中化學(xué)必修二《太陽(yáng)能、生物質(zhì)能和氫能的利用》ppt課件

.,第四單元太陽(yáng)能、生物質(zhì)能和氫能的利用,.,.,.,石油40年,天然氣50年,煤碳240年,.,.,風(fēng)能,生物質(zhì)能,太陽(yáng)能,.,波浪能,地?zé)崮?.,太陽(yáng)能的利用,.,.,太陽(yáng)是一個(gè)巨大、久遠(yuǎn)、無(wú)盡的能源。盡管太陽(yáng)輻射到地球大氣層的能量?jī)H為其總輻射能量（約為3.751026W）的22億分之一，但已高達(dá)173,000TW，也就是說(shuō)太陽(yáng)每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬(wàn)噸煤。下圖是地球上的能流圖。從圖上可以看出，地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來(lái)源于太陽(yáng)；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說(shuō)也是遠(yuǎn)古以來(lái)貯存下來(lái)的太陽(yáng)能，所以廣義的太陽(yáng)能所包括的范圍非常大，狹義的太陽(yáng)能則限于太陽(yáng)輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。,.,地球上的能流圖（單位106MW）,.,一、太陽(yáng)能的資源特點(diǎn),太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn),1）、資源豐富總量最大2）、分布最廣無(wú)需運(yùn)輸3）、最潔凈,太陽(yáng)能的缺點(diǎn),1）、能源品位低能流密度低2）、有不穩(wěn)定因素受各種因素（季節(jié)、地點(diǎn)、氣候等）的影響,.,討論、大家知道日常生活中有哪些利用太陽(yáng)能的實(shí)例？,太陽(yáng)電池的光電效率約為10-14%，其產(chǎn)品類型主要有單晶硅、多晶硅和非晶硅。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品（指光電裝置全部費(fèi)用）價(jià)格約60-80/元/峰瓦。太陽(yáng)電池的應(yīng)用范圍很廣。例如人造衛(wèi)星、無(wú)人氣象站、通訊站、電視中繼站、太陽(yáng)鐘、電圍桿、航標(biāo)燈、鐵路信號(hào)燈。太陽(yáng)光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)的產(chǎn)品最多。如熱水器、開水器、干燥器、采暖和制冷、溫室與太陽(yáng)房、太陽(yáng)灶和高溫爐、海水淡化裝置、水泵、熱力發(fā)電裝置及太陽(yáng)能醫(yī)療器具。,.,二、太陽(yáng)能的利用方式,.,1、光熱能轉(zhuǎn)換,原理：利用太陽(yáng)輻射加熱物體而獲得熱能,應(yīng)用：太陽(yáng)能熱水器反射式太陽(yáng)灶高溫太陽(yáng)爐地膜、大棚、溫室,.,太陽(yáng)能熱水器,.,太陽(yáng)灶,.,光能熱能,太陽(yáng)爐,太陽(yáng)灶,.,2、光電轉(zhuǎn)換,原理：根據(jù)光電效應(yīng)，利用太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能,應(yīng)用：為無(wú)電場(chǎng)所提供電池，包括移動(dòng)電源和備用電源、太陽(yáng)能日用電子產(chǎn)品并網(wǎng)發(fā)電,.,.,太陽(yáng)能發(fā)電,.,美國(guó)軍用太陽(yáng)能發(fā)電帳篷,.,3、光化學(xué)能轉(zhuǎn)化,運(yùn)用：選擇芒硝晶體(十水合硫酸鈉晶體)白天吸收熱量溶解,晚上放出熱量結(jié)晶.,.,4、光生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換,原理：通過(guò)地球上眾多植物的光合作用，將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能,.,原理:光能化學(xué)能,.,(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6,C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g)H=-2804kj/mol,淀粉、纖維素,葡萄糖,.,生物質(zhì)能來(lái)源于植物及其加工產(chǎn)品貯存的能量。生物質(zhì)能源是一種理想的可再生能源，其具有以下特點(diǎn)：可再生性；低污染性；廣泛的分布性。,生物質(zhì)能,.,生物質(zhì)能的利用方式,1、直接燃燒,2、生物化學(xué)轉(zhuǎn)換,3、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換,.,1、直接燃燒,注釋:用纖維素（C6H10O5）n代表植物枝葉的主要成分,缺點(diǎn):生物質(zhì)燃燒過(guò)程的生物質(zhì)能的凈轉(zhuǎn)化效率在2040之間。,.,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。,.,缺乙醇汽油的優(yōu)點(diǎn),.,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(hào)，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)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(zhǎng)主要部件的使用壽命。,.,乙醇汽車,.,3、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換,.,討論：P47，為什么用焚燒的方法處理垃圾有什么優(yōu)點(diǎn)？,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?jiān)梢孕迾蜾伮?.,氫能的開發(fā)與利用,氫能的特點(diǎn)：1、是自然界存在最普遍的元素2、發(fā)熱值高3、氫燃燒性能好，點(diǎn)燃快4、氫本身無(wú)毒5、氫能利用形式6、理想的清潔能源之一,.,.,1、解決制氫的能耗問(wèn)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）、以天然氣、石油、和煤為原料，用部分氧化法制得3）、電解水制得4）、生物質(zhì)氣化制得5）、光解水制得,氫能的產(chǎn)生方式,.,原理:光,.,2、氫氣的儲(chǔ)存,1、常壓儲(chǔ)氫2、高壓儲(chǔ)氫3、液氫儲(chǔ)氫4、金屬氫化物5、吸附儲(chǔ)氫,密度高、但能耗大、且有自然揮發(fā),.,一定的溫度和壓力條件下，一些金屬能夠大量“吸收”氫氣，反應(yīng)生成金屬氫化物，同時(shí)放出熱量。其后，將這些金屬氫化物加熱，它們又會(huì)分解，將儲(chǔ)存在其中的氫釋放出來(lái)。這些會(huì)“吸收”氫氣的金屬，稱為儲(chǔ)氫合金。,.,其儲(chǔ)氫能力很強(qiáng)。單位體積儲(chǔ)氫的密度，是相同溫度、壓力條件下氣態(tài)氫的1000倍。儲(chǔ)氫合金都是固體，需要用氫時(shí)通過(guò)加熱或減壓使儲(chǔ)存于其中的氫釋放出來(lái)，因此是一種極其簡(jiǎn)便易行的理想儲(chǔ)氫方法。目前研究發(fā)展中的儲(chǔ)氫合金，主要有鈦系儲(chǔ)氫合金、鋯系儲(chǔ)氫合金、鐵系儲(chǔ)氫合金及稀土系儲(chǔ)氫合金。,.,氫氣的貯存和運(yùn)輸問(wèn)題,碳納米管儲(chǔ)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(yùn)輸和儲(chǔ)存方面的所有相關(guān)難