e太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用

1、第四單元第四單元太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用1990年我國化石燃料和水電能年我國化石燃料和水電能源消耗構(gòu)成示意圖源消耗構(gòu)成示意圖能源危機石油石油 40年年天然氣天然氣 5 0 年年煤煤 碳碳 240年年能源危機生物質(zhì)能生物質(zhì)能太陽能太陽能氫能氫能風風 能能太陽能的利用太陽能的利用太陽能資源的優(yōu)點：太陽能資源的優(yōu)點：1、總量最大總量最大取之不盡，用取之不盡，用之不竭之不竭2、分布最廣分布最廣遍布世界各地遍布世界各地3、最清潔最清潔利用過程中不會產(chǎn)利用過程中不會產(chǎn)生任何污染，也不會產(chǎn)生廢棄物生任何污染，也不會產(chǎn)生廢棄物1、光熱能轉(zhuǎn)換、光熱能轉(zhuǎn)換 原理：利用太陽輻射加熱物

2、體而獲原理：利用太陽輻射加熱物體而獲得熱能得熱能應用：太陽能熱水器應用：太陽能熱水器 反射式太陽灶反射式太陽灶 高溫太陽爐高溫太陽爐 地膜、大棚、溫室地膜、大棚、溫室太陽能的利用方式：太陽能的利用方式：太陽能熱水器太陽能熱水器太陽灶太陽灶大棚大棚原理：根據(jù)光電效應，利用太陽能原理：根據(jù)光電效應，利用太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能直接轉(zhuǎn)化為電能應用：為無電場所提供電池，包括移應用：為無電場所提供電池，包括移動電源和備用電源、太陽能日用電子動電源和備用電源、太陽能日用電子產(chǎn)品并網(wǎng)發(fā)電產(chǎn)品并網(wǎng)發(fā)電2、光電轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換太陽能發(fā)電太陽能發(fā)電美國軍用太陽能發(fā)電帳篷美國軍用太陽能發(fā)電帳篷3、光化學能轉(zhuǎn)化、光化學能轉(zhuǎn)

3、化運用：暖袋運用：暖袋選擇芒硝晶體（十水合選擇芒硝晶體（十水合硫酸鈉晶體硫酸鈉晶體 Na2SO410H2O）白天吸收）白天吸收熱量溶解，晚上放出熱量結(jié)晶，熱量溶解，晚上放出熱量結(jié)晶，故可利故可利用此類鹽的結(jié)晶水合物以調(diào)節(jié)室溫。用此類鹽的結(jié)晶水合物以調(diào)節(jié)室溫。光解水光解水利用太陽輻射能和催化劑可利用太陽輻射能和催化劑可以使水分解制的氫氣。以使水分解制的氫氣?；瘜W方程式：化學方程式：6H2O + 6CO2 C6H12O6 +6O2光光葉綠素葉綠素4、光生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換、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，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)能將太陽輻射轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能

4、本質(zhì)：光能本質(zhì)：光能化學能化學能(C6H10O5)n +nH2O nC6H12O6C6H12O6(s)+6O2(g) 6H2O(l)+6CO2(g) H=-2804kJ/mol淀粉、纖維素淀粉、纖維素葡萄糖葡萄糖生物質(zhì)能生物質(zhì)能生物質(zhì)能來源于植物及其加工產(chǎn)品貯存生物質(zhì)能來源于植物及其加工產(chǎn)品貯存的能量。的能量。生物質(zhì)生物質(zhì)包括農(nóng)業(yè)廢棄物（如植物的秸稈、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。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生物質(zhì)能源是一種理想的可再生

5、能源，其具有以下特點：能源，其具有以下特點：可再生性；可再生性；低污染性低污染性 ；廣泛的分布性廣泛的分布性 。1、直接燃燒、直接燃燒注釋：用纖維素（注釋：用纖維素（C6H10O5）n代表植物代表植物枝葉的主要成分枝葉的主要成分點燃點燃（C6H10O5)n +6n O26n CO2 +5n H2O缺點缺點: 生物質(zhì)燃燒過程的生物質(zhì)能的凈生物質(zhì)燃燒過程的生物質(zhì)能的凈轉(zhuǎn)化效率在轉(zhuǎn)化效率在2040之間。之間。生物質(zhì)能的利用方式生物質(zhì)能的利用方式2、生物化學轉(zhuǎn)換、生物化學轉(zhuǎn)換a、利用植物的秸桿、枝葉、雜草、利用植物的秸桿、枝葉、雜草等制取沼氣等制取沼氣b、用含糖類、淀粉（、用含糖類、淀粉（C6H10O

6、5）n較多較多的農(nóng)作物（如玉米、高粱）為原料，的農(nóng)作物（如玉米、高粱）為原料，制取乙醇。制取乙醇。催化劑催化劑（C6H10O5)n + nH2OnC6H12O6C6H12O62C2H5OH+2CO2點燃點燃乙醇汽油是用乙醇汽油是用90%的普的普通汽油與通汽油與10%的燃料乙的燃料乙醇調(diào)和而成。首先，乙醇醇調(diào)和而成。首先，乙醇汽油增加汽油中的含氧量，汽油增加汽油中的含氧量，使使燃燒更充分燃燒更充分，有效地降，有效地降低了尾氣中有害物質(zhì)的排低了尾氣中有害物質(zhì)的排放；第二，有效提高汽油放；第二，有效提高汽油的標號，使的標號，使發(fā)動機運行更發(fā)動機運行更平穩(wěn)平穩(wěn)；第三，可有效消除；第三，可有效消除火花塞

7、、氣門、活塞頂部火花塞、氣門、活塞頂部及排氣管、消聲器部位的及排氣管、消聲器部位的積炭，可以積炭，可以延長主要部件延長主要部件的使用壽命的使用壽命。 3 3、熱化學轉(zhuǎn)換、熱化學轉(zhuǎn)換復雜的化學反應復雜的化學反應生物質(zhì)生物質(zhì)可燃性氣體可燃性氣體閱讀課本閱讀課本50頁拓展視野，小結(jié)用焚頁拓展視野，小結(jié)用焚燒的方法處理垃圾有什么優(yōu)點？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、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、焚燒產(chǎn)生熱量發(fā)電3、焚燒的余熱可以取暖、焚燒的余熱可以取暖4、殘渣可以修橋鋪路、殘渣可以修橋鋪路氫能的開發(fā)與利用氫能的開發(fā)與利用氫能的特點：氫能的特點：1、

8、資源不受限制、資源不受限制2、發(fā)熱值高、發(fā)熱值高3、燃燒產(chǎn)物不會污染環(huán)境、燃燒產(chǎn)物不會污染環(huán)境氫能被人們稱為理想的氫能被人們稱為理想的“綠色能源綠色能源”1、解決制氫的能耗問題、解決制氫的能耗問題1）以天然氣、石油、和）以天然氣、石油、和煤為原料，在高溫下與煤為原料，在高溫下與水蒸氣反應制得水蒸氣反應制得2）電解水制得）電解水制得3）生物質(zhì)氣化制得）生物質(zhì)氣化制得4）光解水制得）光解水制得化學變化化學變化2、氫氣的儲存、氫氣的儲存儲氫材料碳納米管儲氫材料碳納米管儲氫材料據(jù)據(jù)PhysOrg網(wǎng)網(wǎng)2005年年10月月24日消息，最近一日消息，最近一家名為家名為Engineuity的以色列公司發(fā)明了一種的以色列公司發(fā)明了一種能夠在汽車內(nèi)產(chǎn)生氫氣的技術系統(tǒng)，而且能夠在汽車內(nèi)產(chǎn)生氫氣的技術系統(tǒng)，而且只需要使用鎂和鋁等普通金屬。這一技術只需要使用鎂和鋁等普通金屬。這一技術將完全解決汽車在氫氣制造、運輸和儲存將完全解決汽車在氫氣制造、運輸和儲存方面的所有相關難點。方面的所有相關難點。 3、氫能的利用途徑、氫能的利用途徑1）燃燒放熱）燃燒放熱2）用于燃料電池，釋放電能）用于燃料電池