安徽省懷遠(yuǎn)縣包集中學(xué)高中化學(xué) 太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用課件 魯科版必修2

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1、石油 40年天然氣 5 0 年煤 碳 240年風(fēng)能生物質(zhì)能太陽能波浪能地?zé)崮?太陽是一個(gè)巨大、久遠(yuǎn)、無盡的能源。盡管太陽是一個(gè)巨大、久遠(yuǎn)、無盡的能源。盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量（約為（約為3.751026W）的）的22億分之一，但已高達(dá)億分之一，但已高達(dá)173,000TW，也就是說太陽每秒鐘照射到地球，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于上的能量就相當(dāng)于500萬噸煤。下圖是地球上的萬噸煤。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、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

2、潮汐能海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來源于太陽；即使是地球上的化石燃料（如都是來源于太陽；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說也是遠(yuǎn)古以來煤、石油、天然氣等）從根本上說也是遠(yuǎn)古以來貯存下來的太陽能，所以廣義的太陽能所包括的貯存下來的太陽能，所以廣義的太陽能所包括的范圍非常大，狹義的太陽能則限于太陽輻射能的范圍非常大，狹義的太陽能則限于太陽輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。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） 1）、資源豐富總量最大）、資源豐富總量最大2）、分布最廣無需運(yùn)輸）、分布最廣無需運(yùn)輸3）、最潔凈）、最潔凈能流密度低能流

3、密度低受各種因素（季受各種因素（季節(jié)、地點(diǎn)、氣候等）的影響節(jié)、地點(diǎn)、氣候等）的影響原理：利用太陽輻射加熱物體而原理：利用太陽輻射加熱物體而獲得熱能獲得熱能應(yīng)用：應(yīng)用：太陽能熱水器太陽能熱水器 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、溫室太陽能熱水器太陽能熱水器太陽灶太陽灶光能熱能太陽爐太陽灶應(yīng)用：應(yīng)用：為無電場所提供電池，包括移動(dòng)為無電場所提供電池，包括移動(dòng) 電電 源和備用電源、太陽能日用電子產(chǎn)品源和備用電源、太陽能日用電子產(chǎn)品 并網(wǎng)發(fā)電并網(wǎng)發(fā)電太陽能發(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)電帳篷化學(xué)方程式：化學(xué)方程式：6H2O + 6CO2 C

4、6H12O6 +6O2光光葉綠素葉綠素6H2O+6CO2C6H12O6+6O2光光葉綠素葉綠素（C6H10O5)n + nH2OnC6H12O6催化劑催化劑C6H12O6 + 6O26H20 + 6CO2原理:光能化學(xué)能C6H12O6(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)能來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)換注釋:用纖維素（C6H10O5）n代表植物枝

5、葉的主要成分（C6H10O5)n +6n O26n CO2 +5n H2O點(diǎn)燃缺點(diǎn): 生物質(zhì)燃燒過程的生物質(zhì)能的凈轉(zhuǎn)化效率在2040之間。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。（C6H10O5)n +nH2OnC6H12O6催化劑催化劑C6H12O62C2H5OH+2CO2點(diǎn)燃缺乙醇汽油的優(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

6、部及排氣管、消聲器部位的積炭，可以延長主要部件的使用壽命。 乙醇汽車3、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)生物質(zhì)可燃性氣體氫能的特點(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、氫本身無毒 5、氫能利用形式6、理想的清潔能源之一 原理:光密度高、但能耗大、且有密度高、但能耗大、且有自然揮發(fā)自然揮發(fā)氫氣的貯存和運(yùn)輸問題碳納米管儲(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)難點(diǎn)。 化石燃料與化石燃料與水蒸氣反應(yīng)水蒸氣反應(yīng)化石燃料化石燃料部分氧化部分氧化生物質(zhì)氣化生物質(zhì)氣化氫能氫能產(chǎn)生產(chǎn)生氫氣氫氣水水氫能氫能的的利用利用核能核能光分解光分解用于燃料電池釋放電能用于燃料電池釋放電能