化學與社會生活(能源)

1、 呂呂 琳琳（能源） 化學與社會化學與社會 人類文明發(fā)端于火的利用人類文明發(fā)端于火的利用煤炭的使用不僅延長了燃燒煤炭的使用不僅延長了燃燒時間，而且為金屬的冶煉、時間，而且為金屬的冶煉、蒸汽機的使用奠定基礎。蒸汽機的使用奠定基礎。石油化工使人類進入了現代社會石油化工使人類進入了現代社會未來的社會是核能社會未來的社會是核能社會 能源是人類文明進步的先決條件，它能源是人類文明進步的先決條件，它的開發(fā)和利用是衡量一種社會形態(tài)、一的開發(fā)和利用是衡量一種社會形態(tài)、一個時代、一個國家經濟發(fā)展、科技水平個時代、一個國家經濟發(fā)展、科技水平與民眾生活質量的重要標志。與民眾生活質量的重要標志。 隨著現代科學技術的高

2、速發(fā)展和世界人口的快速增長，隨著現代科學技術的高速發(fā)展和世界人口的快速增長，對能源的需求量越來越大，對能源質量的需求也越來越高，對能源的需求量越來越大，對能源質量的需求也越來越高，作為當今能源的主體的石油、天然氣、煤，都是不能再生作為當今能源的主體的石油、天然氣、煤，都是不能再生的化石燃料，用去一點就會少一點。據科學家們估計，現的化石燃料，用去一點就會少一點。據科學家們估計，現在的化石燃料只能再維持幾十年時間；另一方面，世界新在的化石燃料只能再維持幾十年時間；另一方面，世界新的技術革命帶動著許多新興工業(yè)蓬勃興起，新的生產體系的技術革命帶動著許多新興工業(yè)蓬勃興起，新的生產體系必然要求改變能源系統

3、，要求采用可再生的、分散的、多必然要求改變能源系統，要求采用可再生的、分散的、多樣化的能源。因此，充分利用常規(guī)能源、開發(fā)新能源是解樣化的能源。因此，充分利用常規(guī)能源、開發(fā)新能源是解決世界能源危機的重要途徑，是當今世界各國共同追求之決世界能源危機的重要途徑，是當今世界各國共同追求之一，新能源必將成為世界新的產業(yè)革命的動力，成為未來一，新能源必將成為世界新的產業(yè)革命的動力，成為未來世界能源系統的基礎，成為未來世界能源舞臺上的主角。世界能源系統的基礎，成為未來世界能源舞臺上的主角。 毫無疑問，化學在充分利用現有資源和開發(fā)新能源方面毫無疑問，化學在充分利用現有資源和開發(fā)新能源方面發(fā)揮著不可替代的作用。

4、首先，通過化學手段能夠更好地發(fā)揮著不可替代的作用。首先，通過化學手段能夠更好地利用化石燃料。利用化石燃料。 其次，化學在開發(fā)新能源方面也發(fā)揮著重要作用，通過其次，化學在開發(fā)新能源方面也發(fā)揮著重要作用，通過化學等方法開發(fā)的核能、氫能、太陽能等是極具前途的清化學等方法開發(fā)的核能、氫能、太陽能等是極具前途的清潔能源。潔能源。n能源概述n各種能源簡介 主要內容 能源是指能為人類提供所需能量的自然資源，是指能源是指能為人類提供所需能量的自然資源，是指一切能量比較集中的含能體（如煤炭、天然氣等）和能一切能量比較集中的含能體（如煤炭、天然氣等）和能量過程（如風、潮汐）量過程（如風、潮汐） 一、能源概述能源概

5、述 1、何謂能源？、何謂能源？ 1 1、按來源分、按來源分 來自地球以外來自地球以外 輻射能、化石資源、生物質能、輻射能、化石資源、生物質能、 ( (太陽能太陽能) ) 風能、海洋能風能、海洋能 來自地球內部來自地球內部 地熱能和核能地熱能和核能 地球與月球、太陽等天體間有規(guī)律運動形成的能地球與月球、太陽等天體間有規(guī)律運動形成的能 潮汐能潮汐能 2 2、按能源形成條件分：、按能源形成條件分：一次能源一次能源 自然界中未經轉換可直接使用的能源自然界中未經轉換可直接使用的能源 如：原煤、石油、天然氣、流水、日光、草木如：原煤、石油、天然氣、流水、日光、草木二次能源二次能源 經過加工或轉換后獲得的能

6、源經過加工或轉換后獲得的能源 如：汽油、煤油、柴油、電力、氫能、沼氣如：汽油、煤油、柴油、電力、氫能、沼氣2、能源分類、能源分類 3 3、按能源可否反復利用分：、按能源可否反復利用分： 可再生能源可再生能源 水力、風、草木燃料、海洋能水力、風、草木燃料、海洋能 非再生能源非再生能源 化石燃料（煤、石油、天然氣化石燃料（煤、石油、天然氣） 4 4、按能源利用狀況分：、按能源利用狀況分： 常規(guī)能源常規(guī)能源 是指已被廣泛利用的能源（柴草、煤是指已被廣泛利用的能源（柴草、煤 炭、炭、石油、水力等）石油、水力等） 新能源新能源 是指利用先進技術所獲得的能源或指采用先進是指利用先進技術所獲得的能源或指采用

7、先進的技術開發(fā)利用傳統的能源（太陽能、核能、氫能、生物的技術開發(fā)利用傳統的能源（太陽能、核能、氫能、生物質能、海洋能、地熱能、煤氣、水煤漿）質能、海洋能、地熱能、煤氣、水煤漿） 能源的分類能源的分類 5 5、世界能源委員會將能源分為：固體燃料、液體燃料、世界能源委員會將能源分為：固體燃料、液體燃料、氣體燃料、水能、電能、太陽能、生物質能、風能、核能、氣體燃料、水能、電能、太陽能、生物質能、風能、核能、海洋能和地熱能等類型。其中，前三種又稱化石燃料或化海洋能和地熱能等類型。其中，前三種又稱化石燃料或化石能源。石能源。 加熱大氣加熱大氣加熱海洋加熱海洋光電轉換光電轉換光熱轉換光熱轉換風能風能潮汐能

8、潮汐能海浪能海浪能海流能海流能海水溫差能海水溫差能水能水能古生物固定的太陽能古生物固定的太陽能人工利用太陽能人工利用太陽能光合作用光合作用煤炭煤炭石油石油天然氣天然氣生物質能生物質能 在目前人類所使用的能源中，絕大部分都來自太陽能，太陽能的利用方式多在目前人類所使用的能源中，絕大部分都來自太陽能，太陽能的利用方式多種多樣。種多樣。 能源的分類能源的分類 1、 化學能向電能轉化 2 、 太陽能轉化為熱能、電能所需的蓄熱材料、光電材料 3、 核能轉化為電能： 核燃料的提純、富集化學處理過程 核廢料的萃取分離 反應堆結構材料、元件、包殼材料的防護 水的純化 4、化石燃料的充分利用 5、生物質能利用效

9、率的提高3、能源轉換中的化學、能源轉換中的化學 裂變能裂變能太陽能熱利用技術太陽能熱利用技術大規(guī)模電力系統大規(guī)模電力系統高效燃燒技術高效燃燒技術核能的利用核能的利用2020世紀能源科學技術成就世紀能源科學技術成就聚變能聚變能放射能放射能大容量風力發(fā)電技術大容量風力發(fā)電技術能源軟科學能源軟科學2121世紀能源科學技術發(fā)展方向世紀能源科學技術發(fā)展方向燃料電池燃料電池核聚變能核聚變能氫能氫能太陽能發(fā)電利用太陽能發(fā)電利用生物質能的高效和清潔利用技術生物質能的高效和清潔利用技術分散能源系統技術分散能源系統技術能源軟科學能源軟科學 二、二、化石燃料化石燃料 u當代工業(yè)的糧食煤炭u當代工業(yè)的血液石油u最清潔

10、的化石燃料天然氣 煤炭n大約在大約在5000年前，人類曾把煤炭作為裝飾品。年前，人類曾把煤炭作為裝飾品。n煤炭是世界上儲存量最豐富的化石燃料之一。煤炭是世界上儲存量最豐富的化石燃料之一。n世界上煤的總儲存量約為世界上煤的總儲存量約為13萬億噸。我國探明萬億噸。我國探明的煤炭可采儲存量為的煤炭可采儲存量為7300多億噸，居世界第一，多億噸，居世界第一，占世界總儲量的占世界總儲量的45.7%。我國也是世界第一產煤。我國也是世界第一產煤和用煤大國。和用煤大國。你知道嗎？你知道嗎？ 煤是由古生的植物隨著地殼變動被埋入地下，經過數億煤是由古生的植物隨著地殼變動被埋入地下，經過數億年的地熱高溫、高壓和細菌

11、作用逐漸演化形成的可燃性固年的地熱高溫、高壓和細菌作用逐漸演化形成的可燃性固體礦物。體礦物。 從本質上說煤炭中所含的化學能是植物通過光合作用從本質上說煤炭中所含的化學能是植物通過光合作用從太陽光轉化而來的。從太陽光轉化而來的。煤的形成 采 煤世界煤炭的儲備和分布世界煤炭的儲備和分布 中國煤炭的儲備和分布中國煤炭的儲備和分布 根據煤化程度的不同將煤大致分為泥煤、褐煤、煙煤和根據煤化程度的不同將煤大致分為泥煤、褐煤、煙煤和無煙煤，其含碳量逐漸升高，燃燒熱值也之間遞增。我國無煙煤，其含碳量逐漸升高，燃燒熱值也之間遞增。我國原煤產量以煙煤為主。原煤產量以煙煤為主。 煤的種類四種煤的形成過程四種煤的形成

12、過程煤是一種具有高碳氫比的復雜混合物，其主煤是一種具有高碳氫比的復雜混合物，其主要成分是要成分是碳碳和和氫氫，還有少量的氧、氮、硫等。，還有少量的氧、氮、硫等。分子式：分子式：C125H97O9NS 成分：成分：C 84.3% H 5.1% O 7.5% N 1.5% S 1.6% 水分、揮發(fā)物、無機物灰分水分、揮發(fā)物、無機物灰分 煤中的氫并非都可以燃燒，和煤中的氫并非都可以燃燒，和C C、S S、P P結合的氫可以燃燒結合的氫可以燃燒 煤的組成與結構基本結構單元：由數十個五元環(huán)和六元環(huán)組成的稠環(huán)化合物基本結構單元：由數十個五元環(huán)和六元環(huán)組成的稠環(huán)化合物煤粒的核心部分：煤粒的核心部分：“瀝青類

13、瀝青類”或或“樹脂類樹脂類”高分子化合物高分子化合物 煤的化學加工與轉化1、煤炭直接作為燃料存在的問題：環(huán)境污染、燃燒率低煤炭直接作為燃料存在的問題：環(huán)境污染、燃燒率低2 2、加工的目的：、加工的目的：n除去所含除去所含S S、N N和無機物和無機物解決環(huán)境污染問題解決環(huán)境污染問題n降低分子量提高氫含量降低分子量提高氫含量提高使用價值提高使用價值3 3、加工與轉化的方式、加工與轉化的方式n煤的干餾煤的干餾n煤的氣化煤的氣化n煤的液化煤的液化n水煤漿水煤漿 煤的氣化門捷列夫的暢想門捷列夫的暢想1 1、水煤氣、水煤氣將空氣通過裝有灼熱的焦炭的塔柱，會發(fā)生放熱反應：將空氣通過裝有灼熱的焦炭的塔柱，會

14、發(fā)生放熱反應：C（s）+O2（g）=CO2（g） H=-393.5kJmol-1放出的大量熱量可使焦炭的溫度上升到約放出的大量熱量可使焦炭的溫度上升到約15001500。切斷。切斷空氣，將水蒸氣通過灼熱的焦炭，發(fā)生下列反應：空氣，將水蒸氣通過灼熱的焦炭，發(fā)生下列反應：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2 H=-131.3kJmol-12 2、合成氣、合成氣 將純氧氣和水蒸氣在加壓下通過灼燒的煤，可使煤將純氧氣和水蒸氣在加壓下通過灼燒的煤，可使煤中的苯酚等揮發(fā)出來，并生成一種氣態(tài)混合物燃料，其中的苯酚等揮發(fā)出來，并生成一種氣態(tài)混合物燃料，其體積分數為體積分數為：40%H2、15%CO、15%

15、CH4、30%CO2。煤的液化 以煤炭為原料，通過化學加工過程，生產油品和石油以煤炭為原料，通過化學加工過程，生產油品和石油化工產品。主要有兩種方式：化工產品。主要有兩種方式：n直接液化：將煤炭先磨成煤粉，然后與溶劑（煤焦直接液化：將煤炭先磨成煤粉，然后與溶劑（煤焦油）、催化劑混合為漿狀物，在溫度為油）、催化劑混合為漿狀物，在溫度為673-773K，壓力，壓力為（為（100300）（100 1000）Pa下加氫直接生產重下加氫直接生產重質液體燃料。一般二、三噸煤粉可得一噸液化油。質液體燃料。一般二、三噸煤粉可得一噸液化油。n間接液化：將煤粉先氣化成間接液化：將煤粉先氣化成CO和和H2，然后用高

16、壓催化，然后用高壓催化合成液體燃料。合成液體燃料。 是把煤在隔絕空氣的密閉煉焦爐內加熱，隨著溫度升是把煤在隔絕空氣的密閉煉焦爐內加熱，隨著溫度升高，煤中的有機物質逐漸開始分解，得到氣態(tài)的爐煤氣、高，煤中的有機物質逐漸開始分解，得到氣態(tài)的爐煤氣、液態(tài)的煤焦油和固態(tài)的焦炭。煤焦油中有很多苯、甲苯、液態(tài)的煤焦油和固態(tài)的焦炭。煤焦油中有很多苯、甲苯、二甲苯、酚類、萘等，是寶貴的化工原料。二甲苯、酚類、萘等，是寶貴的化工原料。煤的干餾 所謂一碳化學是指以分子中只含一個碳原子的化合物（如所謂一碳化學是指以分子中只含一個碳原子的化合物（如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等）為原料，用化工的方一氧化碳、二氧化碳

17、、甲烷、甲醇等）為原料，用化工的方法制造產品的化學體系的總稱。法制造產品的化學體系的總稱。 廣義的一碳化學，不僅包括上述四種化合物，還包括如甲廣義的一碳化學，不僅包括上述四種化合物，還包括如甲醛、甲酸、氫氰酸、甲胺、二氟二氯甲烷等的制造及其衍生醛、甲酸、氫氰酸、甲胺、二氟二氯甲烷等的制造及其衍生物的合成。但當今世界上，通常一碳化學的范疇，主要是指物的合成。但當今世界上，通常一碳化學的范疇，主要是指一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇四種物質所涉及的有關內一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇四種物質所涉及的有關內容。另外，由于甲烷屬于天然氣化學；二氧化碳雖然是一種容。另外，由于甲烷屬于天然氣化學；二氧化碳雖

18、然是一種取之不盡，用之不竭的氣體，但人們對它的研究還不夠，化取之不盡，用之不竭的氣體，但人們對它的研究還不夠，化工上的應用并不多；同時甲烷、二氧化碳及甲醇都可由一氧工上的應用并不多；同時甲烷、二氧化碳及甲醇都可由一氧化碳制造，故狹義的一碳化學就是指一氧化碳化學，或稱合化碳制造，故狹義的一碳化學就是指一氧化碳化學，或稱合成氣（成氣（COH2）化學。）化學。 拓展視野拓展視野一碳化學一碳化學何謂一碳化學？何謂一碳化學？ 近幾年來，利用合成氣能夠生產的化工產品不下近幾年來，利用合成氣能夠生產的化工產品不下 30304040種，我國正在開發(fā)的也有種，我國正在開發(fā)的也有20203030種。關于利用合成氣

19、合成燃種。關于利用合成氣合成燃料的動向，主要是合成甲醇，再由甲醇生產汽油。同時甲醇料的動向，主要是合成甲醇，再由甲醇生產汽油。同時甲醇也是一種廉價的化工原料。也是一種廉價的化工原料。 對一碳化學的研究有催化法和放射線法。放射線的特點是對一碳化學的研究有催化法和放射線法。放射線的特點是可以在常溫常壓下進行，但需依賴于電子加速器的進步。目可以在常溫常壓下進行，但需依賴于電子加速器的進步。目前研究一碳化學多用催化法，并且一些產品已投產。前研究一碳化學多用催化法，并且一些產品已投產。 石油 我國對石油的開發(fā)利用有著悠久的歷史。早在我國對石油的開發(fā)利用有著悠久的歷史。早在2000多年多年前，我們的祖先就

20、在現陜西的延安一帶發(fā)現了石油，并將前，我們的祖先就在現陜西的延安一帶發(fā)現了石油，并將其稱為石漆、石液、石脂水、石腦油、猛火油等。到宋代，其稱為石漆、石液、石脂水、石腦油、猛火油等。到宋代，著名的科學家宋應星在著名的科學家宋應星在天工開物天工開物一書中提出了一書中提出了“石油石油”一詞，并一直沿用至今。一詞，并一直沿用至今。 在古代，石油主要用于點燈照明，也用于制造藥物，有在古代，石油主要用于點燈照明，也用于制造藥物，有時還用它作時還用它作“武器武器”。相傳在北周宣政元年（公元前。相傳在北周宣政元年（公元前578年），北周軍隊在河西走廊西部的祿福縣，曾用燃燒的年），北周軍隊在河西走廊西部的祿?？h

21、，曾用燃燒的“石脂水石脂水”作武器打敗了入侵的突厥軍隊。作武器打敗了入侵的突厥軍隊。 自從自從1883年發(fā)明了汽油發(fā)動機和年發(fā)明了汽油發(fā)動機和 1893年發(fā)明了柴油機以年發(fā)明了柴油機以來，石油的身價倍增，并獲得了來，石油的身價倍增，并獲得了“工業(yè)血液工業(yè)血液”的美稱。的美稱。你知道嗎？你知道嗎？石油的形成石油是遠古時代沉積在海底湖泊中的石油是遠古時代沉積在海底湖泊中的動植物動植物的遺體，的遺體，在海洋條件作用下經過千百萬年的漫長轉化過程而生在海洋條件作用下經過千百萬年的漫長轉化過程而生成。成。 從地下采出來的石油，沒有經過加工提煉成各種產品以從地下采出來的石油，沒有經過加工提煉成各種產品以前通

22、稱為原油。前通稱為原油。 原油最直觀的物理性質就是豐富多彩的顏色，由淺到深原油最直觀的物理性質就是豐富多彩的顏色，由淺到深有白色、淡黃色、褐色、黑綠色以至黑色。有白色、淡黃色、褐色、黑綠色以至黑色。 石油的成分與結構 石油是多種碳氫化合物的混合物，主要是烷烴、環(huán)烷石油是多種碳氫化合物的混合物，主要是烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴和烯烴，以及少量的有機硫化物、有機氮化物、烴、芳香烴和烯烴，以及少量的有機硫化物、有機氮化物、水分和礦物質等。水分和礦物質等。 根據石油中所含碳氫化合物的種類不同，可將石油分根據石油中所含碳氫化合物的種類不同，可將石油分為四大類：為四大類：l石蠟基石油石蠟基石油l環(huán)烷基石油環(huán)烷基

23、石油l中間基石油中間基石油l芳香基石油芳香基石油世界石油資源分布極不平衡：世界石油資源分布極不平衡：中東地區(qū)中東地區(qū)擁有全球擁有全球63.3%63.3%的石油儲量的石油儲量歐洲和中亞歐洲和中亞占占9.2%9.2%非洲地區(qū)非洲地區(qū)石油儲量占全球的石油儲量占全球的8.9%8.9%拉丁美洲和中美洲拉丁美洲和中美洲占占8.9%8.9%北美地區(qū)北美地區(qū)占占5.5%5.5%東南亞和大洋洲東南亞和大洋洲占占4.2%4.2% 石油資源的分布 石油的加工原油是由多種碳氫化合物組成的，直接利用的途徑原油是由多種碳氫化合物組成的，直接利用的途徑很少。將石油加工成不同的產品，則能充分發(fā)揮其很少。將石油加工成不同的產品

24、，則能充分發(fā)揮其效能。效能。 把預處理后的原油送到煉油廠進行分餾加工，能把預處理后的原油送到煉油廠進行分餾加工，能夠生產出汽油、煤油、柴油、潤滑油及瀝青等具有夠生產出汽油、煤油、柴油、潤滑油及瀝青等具有不同用途的產品，這是石油不同用途的產品，這是石油“大家庭大家庭”的第一次的第一次“分家分家”。 另外，人們還想方設法把一些不盡人意的分子轉變成燃燒另外，人們還想方設法把一些不盡人意的分子轉變成燃燒情況良好的分子，例如，用催化裂解的方法把大分子裂解成情況良好的分子，例如，用催化裂解的方法把大分子裂解成小分子，用催化重整的方法改變分子結構等。這樣做的目的小分子，用催化重整的方法改變分子結構等。這樣做

25、的目的在于得到效果更佳的燃料。在于得到效果更佳的燃料。 石油不僅是重要的燃料資源，還是一種寶貴的化工原料，石油不僅是重要的燃料資源，還是一種寶貴的化工原料，石油化工就是以它為母體發(fā)展起來的。石油化學工業(yè)以石腦石油化工就是以它為母體發(fā)展起來的。石油化學工業(yè)以石腦油等石油產品為原料，首先經裂解轉化為乙烯、丙烯、丁烯油等石油產品為原料，首先經裂解轉化為乙烯、丙烯、丁烯等，然后進一步精加工成為聚烯烴及一些重要的精細化工原等，然后進一步精加工成為聚烯烴及一些重要的精細化工原料。料。 我國石油化學工業(yè)推向了一個新水平，并跨入了世界先進我國石油化學工業(yè)推向了一個新水平，并跨入了世界先進行列。行列。 車用汽油

26、 汽油在發(fā)動機中正常燃燒時，火焰的傳播速度約為汽油在發(fā)動機中正常燃燒時，火焰的傳播速度約為30-70ms-1。但當混合氣已燃燒。但當混合氣已燃燒2/3-3/4時，未燃燒的混合氣中產生了高時，未燃燒的混合氣中產生了高度密集的過氧化物，它的分解使混合氣中出現了許多燃燒中心，度密集的過氧化物，它的分解使混合氣中出現了許多燃燒中心，燃燒速率猛增，產生強大的壓力脈沖，火焰的傳播速率可達燃燒速率猛增，產生強大的壓力脈沖，火焰的傳播速率可達800-1000ms-1。這種情況下汽缸內產生清脆的金屬敲聲，這種。這種情況下汽缸內產生清脆的金屬敲聲，這種燃燒就是爆燃。燃燒就是爆燃。 汽油的抗爆性與組成汽油的烴類有關

27、。正構烷烴隨碳原子數汽油的抗爆性與組成汽油的烴類有關。正構烷烴隨碳原子數增多抗爆性降低，異構烷烴隨支鏈的增多抗爆性升高，環(huán)烷烴增多抗爆性降低，異構烷烴隨支鏈的增多抗爆性升高，環(huán)烷烴抗爆性居中，而芳香烴及其衍生物抗爆性較高。抗爆性居中，而芳香烴及其衍生物抗爆性較高。 為了提高汽油的抗爆性，常向汽油中添加抗爆劑。四乙基破為了提高汽油的抗爆性，常向汽油中添加抗爆劑。四乙基破壞生成的過氧化物，但會生成硬質的壞生成的過氧化物，但會生成硬質的PbO顆粒，它會沉積在燃顆粒，它會沉積在燃燒室，因而要同時加入一定量的導出劑溴乙烷（或二溴乙烷），燒室，因而要同時加入一定量的導出劑溴乙烷（或二溴乙烷），使使PbO

28、轉化為轉化為PbBr2。目前，很多國家已禁止使用含鉛汽油，。目前，很多國家已禁止使用含鉛汽油，現在的抗爆劑多采用甲基叔丁基醚?，F在的抗爆劑多采用甲基叔丁基醚。 不同的標號指的是此標號汽油辛烷值的大小，汽油的標號越高，辛脘值含量越高，越不容易發(fā)生爆燃。應根據發(fā)動機的壓縮比選用汽油，壓縮比高的車輛應該選用高標號汽油，從而保證在發(fā)動機不發(fā)生爆燃的情況下動力輸出最佳、成本最低。 壓縮比是指發(fā)動機氣缸的總容積與燃燒室容積之比。壓縮比是發(fā)動機的一個非常重要的結構參數，壓縮比高，動力性好、熱效率高，車輛加速性、最高車速等會相應提高。 通常，壓縮比在7.58.0應選用90號車用汽油；壓縮比在8.08.5應選用

29、90號93號車用汽油；壓縮比在8.59.5應選用93號95號車用汽油；壓縮比在9.510應選用95號97號車用汽油。車主應嚴格按發(fā)動機不同的壓縮比，選用相應標號的車用汽油，才能使發(fā)動機發(fā)揮出最佳的效能。 丙烷、丙烯和丁烷、丁烯（液化氣）是瓶裝煤氣的丙烷、丙烯和丁烷、丁烯（液化氣）是瓶裝煤氣的主要成分，能用適當的壓力和冷凍使之液化。因為丙烷主要成分，能用適當的壓力和冷凍使之液化。因為丙烷比丁烷更易揮發(fā)，所以在北方使用的瓶裝煤氣含有較多比丁烷更易揮發(fā)，所以在北方使用的瓶裝煤氣含有較多的丙烷，而在南方使用的瓶裝煤氣含有較多的丁烷。的丙烷，而在南方使用的瓶裝煤氣含有較多的丁烷。將重油、柴油與氫氣混合在

30、高壓催化下反應，可制得將重油、柴油與氫氣混合在高壓催化下反應，可制得合成石油，進一步加工可得到汽油和高級汽油。合成石油，進一步加工可得到汽油和高級汽油。你知道嗎？你知道嗎？開采石油通常采用鉆井的方法，一部分用于注水，一開采石油通常采用鉆井的方法，一部分用于注水，一部分用于采取石油。部分用于采取石油。 拓展視野拓展視野石油植物石油植物 既然花生油、菜籽油、玉米油、桐油、豆油可以在地里既然花生油、菜籽油、玉米油、桐油、豆油可以在地里 “ “種種”出來，為什么石油就不能出來，為什么石油就不能“種種”出來呢？出來呢？ 美國化學家卡達文是位諾貝爾獎獲得者，他就相信石油可以美國化學家卡達文是位諾貝爾獎獲得

31、者，他就相信石油可以“種種”出來。出來。19871987年他到處尋找能生產石油的植物，功夫不負有心人，他年他到處尋找能生產石油的植物，功夫不負有心人，他終于發(fā)現了許多能終于發(fā)現了許多能“擠擠”出石油來的植物。出石油來的植物。 卡達文在尋找到能卡達文在尋找到能“生產生產”石油的植物后，就開始選種和育種，石油的植物后，就開始選種和育種，并在美國加利福尼亞種了大約并在美國加利福尼亞種了大約6 6畝地的畝地的“石油石油”樹，一年中竟收獲了樹，一年中竟收獲了50t50t石油，卡達文石油，卡達文“種種”石油的成功，激起了一股研究和尋找石油樹石油的成功，激起了一股研究和尋找石油樹的熱潮?，F在美國成立了一個石

32、油植物研究所，專門研究能流出石的熱潮?，F在美國成立了一個石油植物研究所，專門研究能流出石油的植物。油的植物。 現在，可以生產石油的植物越來越多，在菲律賓發(fā)現一種能產現在，可以生產石油的植物越來越多，在菲律賓發(fā)現一種能產石油的胡桃，一年可收兩季。在巴西有一種喬木高達石油的胡桃，一年可收兩季。在巴西有一種喬木高達3030多米，直徑多米，直徑最大有最大有1m1m，在這種喬木上打一個洞，一小時就能流出，在這種喬木上打一個洞，一小時就能流出7Kg7Kg石油來。石油來。 美國加利福尼亞大學還用遺傳技術培養(yǎng)了一種石油植物，這種美國加利福尼亞大學還用遺傳技術培養(yǎng)了一種石油植物，這種植物乳汁中的成分和天然礦物石

33、油的成分很相似。從這種乳汁中可植物乳汁中的成分和天然礦物石油的成分很相似。從這種乳汁中可以提煉出汽油、煤油和許多副產品。石油也可以以提煉出汽油、煤油和許多副產品。石油也可以“種出來種出來”，將為，將為緩和能源短缺的緊張局面起到重要作用。緩和能源短缺的緊張局面起到重要作用。小故事小故事 天然氣 天然氣是一種優(yōu)質的氣體燃料和重要的化工原料。天然氣是一種優(yōu)質的氣體燃料和重要的化工原料。我國是世界上最早開采和利用天然氣的國家，早在我國是世界上最早開采和利用天然氣的國家，早在公元前公元前221221年，我國就在四川省自流井氣田鉆成深約年，我國就在四川省自流井氣田鉆成深約100m100m的天然氣井。的天然

34、氣井。 天然氣是世界上第三大貿易燃料，占全球能源消天然氣是世界上第三大貿易燃料，占全球能源消費總量的費總量的23%23%，是消費需求增長速度最快的能源。，是消費需求增長速度最快的能源。天然氣雖在組成上也是以天然氣雖在組成上也是以碳氫化合物碳氫化合物為主要成份，為主要成份，但其生成條件比石油更多樣化。但其生成條件比石油更多樣化。 天然氣從淺到深都能生成；天然氣可由浮游的動、天然氣從淺到深都能生成；天然氣可由浮游的動、植物生成，也可由高等植物生成；天然氣有有機成植物生成，也可由高等植物生成；天然氣有有機成因，也有無機成因。因，也有無機成因。 可燃冰是一種可燃冰是一種天然氣水合物天然氣水合物，是水和

35、天，是水和天然氣在中高壓和低溫條件下混合時產生的然氣在中高壓和低溫條件下混合時產生的無色透明的冰狀晶體，點燃即可燃燒。無色透明的冰狀晶體，點燃即可燃燒。 拓展視野拓展視野可燃冰可燃冰天然氣水合物是一種天然氣水合物是一種籠型水合物籠型水合物，屬于主客體化，屬于主客體化合物。水分子間以氫鍵相互吸引構成籠子作為主體，合物。水分子間以氫鍵相互吸引構成籠子作為主體，甲烷作為客體居于籠中，以范德華力與水分子相互作甲烷作為客體居于籠中，以范德華力與水分子相互作用而形成籠型水合物。用而形成籠型水合物。 可燃冰的結構 可燃冰的特點 可燃冰其一是分布在各大陸向海延伸的大陸邊緣水深超可燃冰其一是分布在各大陸向海延伸

36、的大陸邊緣水深超過過300300500m500m的有利地帶，且其大多數處于海底以下的有利地帶，且其大多數處于海底以下100100200m200m的深層沉積地層中。二是分布在高緯度永久凍土層帶。的深層沉積地層中。二是分布在高緯度永久凍土層帶。 可燃冰的開采 目前考慮的開采方案有幾種：解熱法和降壓法；還有科目前考慮的開采方案有幾種：解熱法和降壓法；還有科學家提出將核廢料埋入地底，利用核輻射效應使其分解；另學家提出將核廢料埋入地底，利用核輻射效應使其分解；另外還有一個新的設想，即外還有一個新的設想，即“置換法置換法”。 由于甲烷對環(huán)境破壞作用，所以可燃冰又是一種危險的燃由于甲烷對環(huán)境破壞作用，所以可

37、燃冰又是一種危險的燃料。除此之外，可燃冰開采還可能會造成大陸架邊緣動蕩，料。除此之外，可燃冰開采還可能會造成大陸架邊緣動蕩，引發(fā)海底塌方并導致災難性的海嘯，引發(fā)海底塌方并導致災難性的海嘯， 三、生物質能三、生物質能的開發(fā)利用的開發(fā)利用 生物質從廣義上說是指生物質從廣義上說是指綠色植物通過光合作用產生綠色植物通過光合作用產生的各種有機物的各種有機物。這些有機物為生物提供了食物，提供了這些有機物為生物提供了食物，提供了各種各樣的原料和能量。因此從某種意義上說，綠色植各種各樣的原料和能量。因此從某種意義上說，綠色植物是巨大的天然能源倉庫。物是巨大的天然能源倉庫。生物質能源產量巨大，生生不息。生物質能

38、源產量巨大，生生不息。生物質能源潔凈，環(huán)保。生物質能源潔凈，環(huán)保。生物質能源具有穩(wěn)定的可獲得性。生物質能源具有穩(wěn)定的可獲得性。生物質與化石燃料具有兼容性。生物質與化石燃料具有兼容性。用油菜等油料用油菜等油料作物，油棕等油作物，油棕等油料林木果實，可料林木果實，可制得生物柴油。制得生物柴油。 生物質能源的特點 目前生物質能的利用大多是直接燃燒。然而直接燃燒薪目前生物質能的利用大多是直接燃燒。然而直接燃燒薪柴，能源利用率太低，僅柴，能源利用率太低，僅1010。近幾十年，人們對生物質能。近幾十年，人們對生物質能源的利用模式進行了廣泛的基礎研究。大體分為兩個方面：源的利用模式進行了廣泛的基礎研究。大體

39、分為兩個方面：一是由含糖類較多的作物中提取酒精或甲醇，二是制造沼氣。一是由含糖類較多的作物中提取酒精或甲醇，二是制造沼氣。這都和發(fā)酵有關，因此現代綠色能源的概念不只是指薪柴了，這都和發(fā)酵有關，因此現代綠色能源的概念不只是指薪柴了，它包括植物本身，以及從植物、動物衍生物經發(fā)酵工藝所提它包括植物本身，以及從植物、動物衍生物經發(fā)酵工藝所提取的能源。取的能源。 生物質能源的開發(fā)乙醇汽油乙醇汽油多品種原料生物柴油多品種原料生物柴油集成生產裝置集成生產裝置 專家們斷言，垃圾發(fā)電在專家們斷言，垃圾發(fā)電在2121世紀將成為能源市場的一名新世紀將成為能源市場的一名新主角。城市垃圾資源十分豐富，且蘊藏著大量二次能

40、源物質。主角。城市垃圾資源十分豐富，且蘊藏著大量二次能源物質。通常城市生活垃圾中的灰渣，可燃物占通常城市生活垃圾中的灰渣，可燃物占27%27%，發(fā)熱值，發(fā)熱值8734 KJ8734 KJKgKg；菜類可燃物占；菜類可燃物占23.523.5，發(fā)熱值，發(fā)熱值5524KJ5524KJKgKg；紙類可燃物占；紙類可燃物占84.484.4，發(fā)熱值，發(fā)熱值15794 KJ15794 KJKgKg；塑料可燃物占；塑料可燃物占88%88%，發(fā)熱值，發(fā)熱值37450 KJ37450 KJKgKg。綜合起來，大約。綜合起來，大約2t2t垃圾燃燒的熱量就相當于垃圾燃燒的熱量就相當于1t1t煤燃燒時所發(fā)出的熱量，煤燃

41、燒時所發(fā)出的熱量，1t1t垃圾可產生垃圾可產生525KW525KW的電能。的電能。 利用利用垃圾垃圾最經濟有效的方法就是利用垃圾發(fā)電。當前有多最經濟有效的方法就是利用垃圾發(fā)電。當前有多種途徑。一種是利用城市垃圾填埋制取沼氣，進行發(fā)電；而更種途徑。一種是利用城市垃圾填埋制取沼氣，進行發(fā)電；而更主要的是將垃圾用焚燒爐燃燒的余熱進行發(fā)電；再就是將垃圾主要的是將垃圾用焚燒爐燃燒的余熱進行發(fā)電；再就是將垃圾制取成固體燃料直接燃燒進行發(fā)電。制取成固體燃料直接燃燒進行發(fā)電。 垃圾發(fā)電 2007年6月20日拍攝的垃圾發(fā)電廠的主控室。 6月20日，江蘇省最大的垃圾發(fā)電廠蘇州市生活垃圾焚燒發(fā)電廠正式并網發(fā)電。這個

42、垃圾焚燒發(fā)電廠投資5.3億元，耗時兩年建設完成，日處理生活垃圾1000噸左右，占到蘇州城市日產生生活垃圾總量的近50%，日發(fā)電量達25萬千瓦時。 四、化學電池四、化學電池 電池是由電池是由電極、電解池、隔離層和容器電極、電解池、隔離層和容器等四個部等四個部分組成。分組成。l17991799年，伏打（年，伏打（Volta.A.Volta.A.）據此設計出了現在被稱為伏打）據此設計出了現在被稱為伏打電池的裝置電池的裝置l18361836年，丹尼（年，丹尼（DaniellDaniell）發(fā)明了世界上第一個實用電池。）發(fā)明了世界上第一個實用電池。l18661866年，年，電化學家勒克朗謝電化學家勒克朗

43、謝以鋅為負極，二氧化錳為正極，以鋅為負極，二氧化錳為正極，氯化銨溶液作電解質，這是電池發(fā)展的重大轉折。以后，蓋氯化銨溶液作電解質，這是電池發(fā)展的重大轉折。以后，蓋斯南將淀粉加入氯化銨中制成糊狀電解質，從此，鋅錳電池斯南將淀粉加入氯化銨中制成糊狀電解質，從此，鋅錳電池成了成了“干電池干電池”。 l19041904年愛迪生用氫氧化鈉年愛迪生用氫氧化鈉( (燒堿燒堿) )溶液代替硫酸，用鎳、鐵溶液代替硫酸，用鎳、鐵代替鉛，制成世界上第一臺鎳鐵堿電池。它的供電時間相當代替鉛，制成世界上第一臺鎳鐵堿電池。它的供電時間相當長，在當時可以算是長，在當時可以算是“老壽星老壽星”了。了。你知道嗎你知道嗎?鋅錳干

44、電池：鋅錳干電池：負極負極是鋅做的是鋅做的圓筒圓筒正極正極是一根碳是一根碳棒，周圍被二棒，周圍被二氧化錳、碳粉氧化錳、碳粉和氯化銨的混和氯化銨的混合劑包圍。合劑包圍。 原電池 蓄電池 鋰電池鋰電池分為一次電池和二次電池兩類，照相機等耗鋰電池分為一次電池和二次電池兩類，照相機等耗電量較低的電子產品中主要使用不可充電的一次鋰電量較低的電子產品中主要使用不可充電的一次鋰電池，而攝像機、數碼相機、手機及筆記本電腦等電池，而攝像機、數碼相機、手機及筆記本電腦等耗電量較大的電子產品中則使用可充放電的二次鋰耗電量較大的電子產品中則使用可充放電的二次鋰電池。電池。 鋰離子電池目前有液態(tài)鋰離子電池鋰離子電池目前

45、有液態(tài)鋰離子電池(LIB)和聚合物和聚合物鋰離子電池鋰離子電池(PLIB)兩類。其中，液態(tài)鋰離子電池是指兩類。其中，液態(tài)鋰離子電池是指Li+嵌入化合物為正、負極的二次電池。正極采用鋰化嵌入化合物為正、負極的二次電池。正極采用鋰化合物合物LiCoO2，LiNiO2或或LiMn2O4，負極采用鋰，負極采用鋰碳層碳層間化合物間化合物LixC6。 充電時，在電場的驅動下鋰離子從正極材料中脫出，充電時，在電場的驅動下鋰離子從正極材料中脫出，經過電解質，插入到負極中。放電時，過程正好相反，經過電解質，插入到負極中。放電時，過程正好相反，即鋰離子返回正極中，電子則通過了用電的電子產品即鋰離子返回正極中，電子

46、則通過了用電的電子產品中并為之供電。中并為之供電。 聚合物鋰離子電池的原理與液態(tài)鋰相同，主要區(qū)別是電聚合物鋰離子電池的原理與液態(tài)鋰相同，主要區(qū)別是電解液與液態(tài)鋰不同。電池主要的構造包括有正極、負極與電解液與液態(tài)鋰不同。電池主要的構造包括有正極、負極與電解質三項要素。所謂的聚合物鋰離子電池是說在這三種主要解質三項要素。所謂的聚合物鋰離子電池是說在這三種主要構造中至少有一項或一項以上使用高分子材料做為主要的電構造中至少有一項或一項以上使用高分子材料做為主要的電池系統。而在目前所開發(fā)的聚合物鋰離子電池系統中，高分池系統。而在目前所開發(fā)的聚合物鋰離子電池系統中，高分子材料主要是被應用于正極及電解質。正

47、極材料包括導電高子材料主要是被應用于正極及電解質。正極材料包括導電高分子聚合物或一般鋰離子電池所采用的無機化合物，電解質分子聚合物或一般鋰離子電池所采用的無機化合物，電解質則可以使用固態(tài)或膠態(tài)高分子電解質。聚合物鋰離子工藝中則可以使用固態(tài)或膠態(tài)高分子電解質。聚合物鋰離子工藝中沒有多余的電解液，因此它更穩(wěn)定，也不易因電池的過量充沒有多余的電解液，因此它更穩(wěn)定，也不易因電池的過量充電、碰撞或其他損害、以及過量使用而造成危險情況。電、碰撞或其他損害、以及過量使用而造成危險情況。豐田全新概念環(huán)保車，它的發(fā)動豐田全新概念環(huán)保車，它的發(fā)動原理是以氫氧結合產生電力，排原理是以氫氧結合產生電力，排放物僅僅是水

48、。放物僅僅是水。 燃料電池燃料電池是一種把儲存在燃料和氧化劑中的化學燃料電池是一種把儲存在燃料和氧化劑中的化學能高效、環(huán)境友好地按電化學原理轉化為電能的能能高效、環(huán)境友好地按電化學原理轉化為電能的能量轉換裝置，也是一種新型的無污染、無噪音、大量轉換裝置，也是一種新型的無污染、無噪音、大規(guī)模、大功率和高效率的汽車動力。規(guī)模、大功率和高效率的汽車動力。 氫氧燃料電池原理氫氧燃料電池原理燃料電池的種類燃料電池的種類 鋅銀電池主要優(yōu)點是比能量高，是鉛蓄電池的鋅銀電池主要優(yōu)點是比能量高，是鉛蓄電池的3 34 4倍。適宜于大電流放電的鋅銀電池應用于軍倍。適宜于大電流放電的鋅銀電池應用于軍事、航空、移動的通

49、信設備、電子儀器、人造衛(wèi)事、航空、移動的通信設備、電子儀器、人造衛(wèi)星和宇宙航行等方面。制成鈕扣式微型的鋅銀電星和宇宙航行等方面。制成鈕扣式微型的鋅銀電池應用于電子手表、助聽器、計算機和心臟起搏池應用于電子手表、助聽器、計算機和心臟起搏器等。器等。 鋅銀鋅銀電池鈕扣式鋅銀電池鈕扣式鋅銀電池 常見的鈕扣電池為銀鋅電池，它用不銹鋼制成一個由正極和負極蓋組成的小圓盒，盒內靠正極殼一端填充由Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料，負極蓋一端填充鋅汞合金作負極活性材料，電解質溶液為濃KOH，溶液兩邊用羧甲級纖維素作隔膜，將電極與電解液分開。一粒鈕扣電池的電壓達1.59V，安裝在電子表里可使用兩年之久。 負極

50、：Zn+2OH- -2e- =Zn(OH)2正極：Ag2O+H2O+2e- =2Ag+2OH-總反應： Zn + Ag2O +H2O = Zn(OH)2 + 2Ag 筆記本電腦中的鋰離子電池在一些情況下，可能會爆炸起火。鋰電池內有加壓的容器，裝著含有高度可燃性的液體，同時又含有強力的氧化劑。2007年人們已發(fā)明了一種由銀跟鋅構成，不會爆炸的電池。電池里面的材料-大部分是鋅、鋅離子與水-并不會起火，使用這類電池的筆記本電腦可以支撐十小時，比鋰電池更長。 美國電池開發(fā)商ZPower近日在美國加利福尼亞州舊金山市舉行的個人電腦開發(fā)商會議上展出面向筆記本電腦和手機的全新結構充電電池。 此次開發(fā)的是正極

51、采用銀、負極采用以鋅為主的復合高分子材料的充電電池。隔板也使用了自主開發(fā)的材料。由于電解液沒有使用有機類溶媒，所以ZPower表示，與鋰離子充電電池相比，該電池起火的危險性很低。單位體積的能量密度方面，目前的試制品為550Wh/L左右，與現有的鋰離子充電電池相近。該公司計劃將這一能量密度提高到650Wh/L左右，并于2008年中期前后量產供貨。 目前常用的太陽電池是由硅制成的，一般是在電子型目前常用的太陽電池是由硅制成的，一般是在電子型單晶硅的小片上用擴散法滲進一薄層硼，以得到單晶硅的小片上用擴散法滲進一薄層硼，以得到PNPN結，然結，然后再加上電極。當日光直射到滲了硼的薄層面上時，兩極后再加

52、上電極。當日光直射到滲了硼的薄層面上時，兩極間就產生電動勢。這種電池可用作人造衛(wèi)星上儀器的電源。間就產生電動勢。這種電池可用作人造衛(wèi)星上儀器的電源。除硅外，砷化鎵也是制作太陽電池的好材料。除硅外，砷化鎵也是制作太陽電池的好材料。 太陽太陽電池 P型半導體的形成型半導體的形成 N型半導體的形成型半導體的形成 PN結納米晶化學太陽能電池納米晶化學太陽能電池 陽極：染料敏化半導體薄膜（TiO2膜） 陰極：鍍鉑的導電玻璃 電解質：I3-/I-染料分子吸收太陽光能躍遷到激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，電子快速注入到緊鄰的TiO2導帶，染料中失去的電子則很快從電解質中得到補償，進入TiO2導帶中的電于最終進入導電膜

53、,然后通過外回路產生光電流。 納米晶TiO2太陽能電池的優(yōu)點是成本低，工藝簡單，性能穩(wěn)定，壽命能達到20年以上。染料敏化染料敏化TiO2TiO2太陽能電池的手工制作太陽能電池的手工制作 (1)先把二氧化鈦粉末放入研缽中與粘合劑進行研磨(2)用玻璃棒緩慢地在導電玻璃上進行涂膜(3)把二氧化鈦膜放入酒精燈下燒結1015分鐘，然后冷卻 把新鮮的或冰凍的黑梅、山梅、石榴籽或紅茶，加一湯匙的水并進行擠壓，然后把二氧化鈦膜放進去進行著色，大約需要5分鐘，直到膜層變成深紫色，如果膜層兩面著色的不均勻，可以再放進去浸泡5分鐘，然后用乙醇沖洗，并用柔軟的紙輕輕地擦干。 利用天然染料為二氧化鈦著色 由染料著色的T

54、iO2為電子流出的一極（即負極）。正電極可由導電玻璃的導電面（涂有導電的SnO2膜層）構成，利用一個簡單的萬用表就可以判斷玻璃的那一面是可以導電的，利用手指也可以做出判斷，導電面較為粗糙。如圖所示，把非導電面標上+，然后用鉛筆在導電面上均勻地涂上一層石墨。 制作正電極 利用含碘離子的溶液作為太陽能電池的電解質，它主要用于還原和再生染料。如圖所示，在二氧化鈦膜表面上滴加一到兩滴電解質即可。 加入電解質 組裝電池 把著色后的二氧化鈦膜面朝上放在桌上，在膜上面滴一到兩滴含碘和碘離子的電解質，然后把正電極的導電面朝下壓在二氧化鈦膜上。把兩片玻璃稍微錯開，用兩個夾子把電池夾住，兩片玻璃暴露在外面的部分用

55、以連接導線。這樣，你的太陽能電池就做成了。 據據19751975年的報道，國外對第一個原子電池進行了測試。年的報道，國外對第一個原子電池進行了測試。這個可輸出這個可輸出20W20W、質量為、質量為1398Kg1398Kg的原子電池已沉入北海海的原子電池已沉入北海海底，向鄰近的海洋測量站供電。底，向鄰近的海洋測量站供電。 這種電池密封在長這種電池密封在長84cm84cm、直徑、直徑69cm69cm、鉛外壁厚、鉛外壁厚10cm10cm的圓的圓柱體中。它的核心部分是鍶柱體中。它的核心部分是鍶9090。當鍶衰變時，產生了相當。當鍶衰變時，產生了相當于于300W300W的熱能，然后通過熱電發(fā)生器將熱能轉

56、化為電能。的熱能，然后通過熱電發(fā)生器將熱能轉化為電能。最后輸出的電功率是最后輸出的電功率是20W20W，電壓，電壓28V28V。據稱這種原子電池不。據稱這種原子電池不需維護，至少可用需維護，至少可用5 5年，估計可用到年，估計可用到1010年。年。 原子原子電池 納米電池即用納米材料（如納米納米電池即用納米材料（如納米MnO2MnO2、LiMn2O4LiMn2O4、Ni(OH)2Ni(OH)2等）制作的電池，納米材料具有特殊的微觀結構等）制作的電池，納米材料具有特殊的微觀結構和物理化學性能。目前國內技術成熟的納米電池是納米活和物理化學性能。目前國內技術成熟的納米電池是納米活性碳纖維電池。主要用

57、于電動汽車，電動摩托，電動助力性碳纖維電池。主要用于電動汽車，電動摩托，電動助力車上。該種電池可充電循環(huán)車上。該種電池可充電循環(huán)10001000次，連續(xù)使用達次，連續(xù)使用達1010年左右，年左右，且充電一次只需且充電一次只需2020分鐘左右，平路行程達分鐘左右，平路行程達400Km400Km，重量在，重量在128Kg128Kg，已經超越美日等國的電池汽車水平。，已經超越美日等國的電池汽車水平。 納米納米電池 微生物電池是用微生物的代謝產物，做電極活性物質，微生物電池是用微生物的代謝產物，做電極活性物質，從而獲取電能。從而獲取電能。2121世紀是人類飛向宇宙的時代，在宇宙飛世紀是人類飛向宇宙的時

58、代，在宇宙飛船這樣的封閉系統中，排泄物的處理是必須解決的問題。船這樣的封閉系統中，排泄物的處理是必須解決的問題。美國宇宙航行局設計了一種一舉兩得的解決方案：用一種美國宇宙航行局設計了一種一舉兩得的解決方案：用一種芽抱桿菌處理尿，使尿酸分解而生成尿素，在尿素酶的作芽抱桿菌處理尿，使尿酸分解而生成尿素，在尿素酶的作用下分解尿素產生氨。氨用做電極活性物質，在鉑電極上用下分解尿素產生氨。氨用做電極活性物質，在鉑電極上產生電極反應，組成了翱翔太空的理想的微生物電池。在產生電極反應，組成了翱翔太空的理想的微生物電池。在宇航條件下，每人每天如果排出宇航條件下，每人每天如果排出22g22g尿，就能夠獲得尿，就

59、能夠獲得47W47W的的電力。電力。 微生物微生物電池更多地向太陽索取更多地向太陽索取- -太陽能的利用太陽能的利用 了解太陽能 太陽能的利用方式 太陽能電池板太陽能電池板國際空間站展開新太國際空間站展開新太陽能電池板陽能電池板德國建立最大的太陽能發(fā)電站德國建立最大的太陽能發(fā)電站 一種典型的太陽能電池是單晶硅太陽能電池。一種典型的太陽能電池是單晶硅太陽能電池。19541954年最先出年最先出現的這種太陽能電池，能把接受到的太陽能的現的這種太陽能電池，能把接受到的太陽能的6 6轉換成電能，轉換成電能，接近蒸汽機的效率。目前的轉換效率已達接近蒸汽機的效率。目前的轉換效率已達1818。 單晶硅太陽能

60、電池的性能穩(wěn)定，轉換效率高，體積小，重量單晶硅太陽能電池的性能穩(wěn)定，轉換效率高，體積小，重量輕，很適合作太空航天器上的電源。目前，美國發(fā)射的近千顆輕，很適合作太空航天器上的電源。目前，美國發(fā)射的近千顆衛(wèi)星中，有衛(wèi)星中，有9595都采用單晶硅太陽能電池作為能源。可是單晶都采用單晶硅太陽能電池作為能源?？墒菃尉Ч杼柲茈姵刂谱鞒杀靖?，價格昂貴，很難普及。硅太陽能電池制作成本高，價格昂貴，很難普及。 19751975年以后，無定型半導體材料發(fā)展起來，它有希望成為比年以后，無定型半導體材料發(fā)展起來，它有希望成為比單晶硅更理單晶硅更理想的太陽能電池材料。如美國能量轉換公司制成了想的太陽能電池材料。如美國