化学与生活第三章 化学与能源.ppt

燃料电池的应用 目前将质子交换膜燃料电池用于空间飞行、移动式和固定式设备，同时开发小型化的质子交换膜燃料电池系统，作为便携式电源用于笔记本电脑和摄像机等装置。将来，在固定和移动式发电厂中采用燃料电池，可以使对环境的污染减少到现有技术还不能达到的程度。 燃料电池应用 ？思考题： 1.简述化学电池的分类和主要用途。 2.简述燃料电池的工作原理。 3.举例说明燃料电池的应用。 4.简述化学电池作为新能源的优点和不足。 要使核聚变反应能顺利进行，必须满足下列四个基本条件： 第一个条件是超高温。加热氘和氚的最低温度是7000万℃ ，一般为1～2亿℃。这么高的温度比太阳内部的温度还要高出10倍，要使之成为现实谈何容易。 第二个条件是高密度。要求中子的密度达到每立方厘米50万亿个，而高密度的中子会引起材料的劣化。 第三个条件是约束时间长。因为在核聚变过程中产生高温等离子体，要使这些等离子体既能装在容器里，又保证它们不与容器壁相碰撞，必须把这些等离子体约束起来，而且约束的时间不能少于1秒钟。这是核聚变技术发展中的又一个重大难点。 第四个条件是保持干净。因为杂质会使辐射大大损失，可以使刚升到高温的等离子体冷下来，所以要严防杂质混入等离子体中。因此，原料必须高度纯净，容器必须高度清洁，在装料以前容器的真空度要达到万分之一帕。这样的超净条件也是难以实现的。 目前已实现的人工热核反应是氢弹爆炸 国际热核实验反应堆 尽管实现核聚变控制的难度很大，但人们一直没有放弃研究，近些年取得了一定的进展。?2006年6月28日欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国和中国代表在俄罗斯首都莫斯科达成协议，决定法国南部马赛附近的“卡达拉舍”成为国际热核实验反应堆的建设地。 国际热核实验反应堆计划是一项研究核聚变发电的大型国际科研项目。参与国际热核实验反应堆计划的六方是欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国和中国。据俄原子能署专家介绍，国际热核实验反应堆项目总费用将为130亿美元，其中47亿美元用于反应堆的前期投资。获得第一个热核实验反应堆建造权的国家将承担该项目50％的费用，另外五方分别承担10％。 目前国际热核实验反应堆只是一个研究工具，将来不会连接电网。它的目的是找到聚变的最佳条件，目标是建立一个功率可达500兆瓦，时间持续300秒以上的聚变反应堆。到那时才有可能进入下一个阶段：利用聚变发电。这个目标应由国际热核实验反应堆的接班人来实现，最快也得2035年以后才有望利用核聚变反应堆发出第一度电。 核潜艇 核电站 核动力 ？思考题： 1.什么是新能源？举例说明。 2.简述氢能的优越性。举例说明三种产生氢能的途径。 3.核聚变与核裂变有何区别？目前世界上的核电站属于哪一种？ 4.我们需要修建核电站吗？为什么我们不能完全依靠煤和石油来发电？ 5.核电站安全吗？核电站会像核弹那样爆炸吗？核电站会放出辐射吗？如何避免核电站的危险？ 6.你知道如何处理核电站产生的废料吗？ 7.核反应堆有哪几种类型？“快堆”有什么特点？ 8.试举三例利用太阳能的设备，并解释其原理。 9.简述太阳能的优点与不足，如何有效利用太阳能？ 第四节 生物质资源 生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。 生物质能是可再生能源，通常包括以下几个方面： 　一是木材及森林工业废弃物； 　二是农业废弃物； 　三是水生植物； 　四是油料植物； 　五是城市和工业有机废弃物；六是动物粪便。 生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量的第四位，在整个能源系统中占有重要地位。到本世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40％以上。 生物质能的来源 生物质能源的利用过程 生物能的优点： (1) 提供低硫燃料； (2) 提供廉价能源； (3) 将有机物转化成燃料可减少环境公害(例如垃圾燃料)； (4) 与其他非传统性能源相比较，技术上的难题较少。 生物能的缺点： （1）利用规模小； (2) 植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物； (3) 单位土地的有机物能量偏低； (4) 缺乏适合栽种植物的土地； (5) 有机物的水分偏多(50%～95%)。 生物质能的生化转化过程 （1）厌氧消化 利用微生物将固体有机物转化成甲烷、二氧化碳、氢及其他产物 ； （2）乙醇发酵