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新能源技术概论 一、氢能 1、氢能的优点是什么？ （1）来源广，水是氢取之不尽的重要来源； （2）燃烧热值高，比几种常见的化石燃料的热值都要高； （3）清洁，本身无毒无味，燃烧不生成有毒有害及温室效应气体 （4）燃烧稳定性好，容易做到比较完善的燃烧； （5）存在形式多，氢可以以气态、液态或固态金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。 2、天然气制氢包括哪几个过程？每种过程发生的作用是什么？ (甲烷蒸汽重整：为很多合成反应提供更合理的H2/CO比例。在氧气中部分氧化生成合成气。 (绝热预重整：绝热预重整主要用于天然气到重石脑油等沸点高于200℃、芳香烃含量高于30%的烃类物质的重整反应，实现原料气的无硫化。 (部分氧化：实现自热反应，无需外界供热而可避免使用耐高温的合金钢管反应器， 采用极其廉价的耐火材料堆砌反应器。其装置投资明显降低。 ④自热重整：将部分氧化反应放出的热量提供给甲烷蒸汽重整，既可限制反应器内的最高温度，又可降低能耗。 3、甲醇制氢包括哪几个过程？每种过程发生的作用是什么？ (热解或催化裂解：产物气中氢含量高 (蒸汽重整 (部分氧化（POX） ④联合蒸汽重整 4、煤制氢包括哪几种方式？每种方式的机理是什么？ 煤地面气化技术：该过程由两个循环构成。第一个循环为(H2O-H2-H2O)，水与煤反应产生H2和CO2，H2与O2反应生成H2O，并发电。第二个循环是钙的循环(CaO-CaCO3-CaO)，CaO吸收CO2形成CaCO3，提供水与煤反应所需热量，然后CaCO3再生，生成CaO和CO2。 5、水电解制氢的原理 水电解制氢目前主要包括三种方法，分别是碱性水溶液电解、固体聚合物电解质水电解和高温水蒸气电解。 ① 电解过程和电解定律 碱性水溶液电解制氢主要涉及如下反应： 阳极：4OH- - 4e → 2H2O + O2 阴极：2H2O + 2e → H2 + 2OH- 总反应：2H2O →2H2 + O2 高温水蒸汽电解 电极反应过程如下： 阳极：O2- → 1/2O2 + 2e 阴极：H2O + 2e → H2 + O2- 6、法拉第电解定律 第一定律：电极上析出的物质的量与通过电解质的电量成正比，即 G=Ke It 第二定律：当一定的电量通过一系列电解质溶液时，电极上析出物质的量同它们的电化当量成正比，即析出1 mol的任何物质都需要96,500 C电量。 7、光化学系统包括哪几个部分？ （1）光敏化剂PS吸收可见光产生受激的具有氧化还原特性的产物PS* 。 （2）化合物R在受激的PS *发生电子转移反应形成电荷对PS+和R-，R被还原。 （3）第三部分化合物能收集电子，并且促进和水的电子交换。一些特别的氧化还原催化剂Cat可以用来收集和转移电子。 8、半导体光催化满足哪四个条件？哪些物质适合作光催化催化剂？ （1）禁带宽度应该大于水中氢和氧的化学势之差，即Eg＞Eo H2/H2O-E标H2O/O2 （2）光的量子能量应大于禁带宽度，即hv＞Eg （3）n型半导体的平带电势应比析氢电位更负，而p型半导体则应比析氧电位正。 （4）电子、空穴的费米能级达到析出氢、氧的电化学势级，此条件一般通过外加电压实现。 9、硫化氢分解制氢的原理是什么？ 采用溶剂吸附的办法将其分离出来，而后以Clause工艺分解H2S ，实现硫的回收并生成蒸汽。 10、列举几种主要的储氢技术 物理储存方法主要包括液氢储存、高压氢气储存、活性炭吸附储存、碳纤维和碳纳米管储存、玻璃微球储存、地下岩洞储存等。 化学储存方法有金属氢化物储存、有机液态氢化物储存、无机物储存、铁磁性材料储存等。 风能 风能的理论计算（基本原理） 见P303 风机的工作原理 现代风机主要利用空气提升力，其方向与风向垂直，主要装置为风翼或叶片。 3、风机驱动中哪几种力发生作用？ 轴向力、径向力、切向力 4、风机的转子工作原理 转子叶片数目与周缘速度间接相关。叶片数多的风机周缘速度低，但起始扭矩高，当风速提高时完全可以实现水泵的自动启动。 5、风机的发展趋势是什么？ （1）单机容量增大；（2）风电机桨叶的变化：桨叶长度增长，最长的叶片超过50m；桨叶叶形的优化设计；桨叶的材料由玻璃纤维增强树脂??——???强度高质量轻的碳纤维??——???向柔性发展；（3）塔架高度上升；（4）控制技术的发展（5）海上风力发电。 三、其他能源 1、地热的种类和利用。 （1）水热型：地球浅处(地下400-4500