化學能源的今天和明天,化學與能源的關係?

2021-03-04 06:30:09 字數 5755 閱讀 8797

1樓:匿名使用者

現在最流行的新能源是矽!!建議從這個方面看看,以後的潛能行業!!

化學與能源的關係?

2樓:凹凸凸凸凹

能源和環境是當今人類面臨的兩大問題。目前,化石燃料是人類生產.生活的主要能源。

隨著全球能源使用量的增長,及不科學使用,化石燃料等不可再生能源將日益枯竭,並對環境產生嚴重影響。這就迫切要求人們開發氫能,核能,風能,地熱能,太陽能,和潮汐能等新能源。這些能源的利用與開發,不但可以部分解決化石能源面臨耗盡的危機,還可以減少對環境的汙染。

3樓:信蕊諶魄

化學能與熱能,就有很多,例如化石能源的

危機和新能源的開發就是很好的素材;再有就是化學能與電能的相互轉化也是很好的素材,例如化學電源尤其新型化學電源再有就是電解池原理的應用,電化學工業尤其電冶金技術的開發等新興技術的應用等等都是很不錯的。

4樓:折戟_沉沙

化學與能源主要是兩個方面的關係,一是解決舊能源帶來的汙染,二是

如果有兩種鹽溶液,一種溶液中鹽的濃度高,一種溶液的濃度低,那麼把兩種溶液放在一起並用一種滲透膜隔離後,會產生滲透壓,水會從濃度低的溶液流向濃度高的溶液。江河裡流動的是淡水,而海洋中存在的是鹹水,兩者也存在一定的濃度差。在江河的入海口,淡水的水壓比海水的水壓高,如果在入海口放置乙個渦輪發電機,淡水和海水之間的滲透壓就可以推動渦輪機來發電。

海洋滲透能是一種十分環保的綠色能源,它既不產生垃圾,也沒有二氧化碳的排放,更不依賴天氣的狀況,可以說是取之不盡,用之不竭。而在鹽分濃度更大的水域裡,滲透發電廠的發電效能會更好,比如地中海、死海、我國鹽城市的大鹽湖、美國的大鹽湖。當然發電廠附近必須有淡水的供給。

據挪威能源集團的負責人巴德·公尺克爾森估計,利用海洋滲透能發電,全球範圍內年度發電量可以達到16000億度。

水能水能是一種可再生能源,是清潔能源,是指水體的動能、勢能和壓力能等能量資源。廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量資源;狹義的水能資源指河流的水能資源。是常規能源,一次能源。

水不僅可以直接被人類利用,它還是能量的載體。太陽能驅動地球上水迴圈,使之持續進行。地表水的流動是重要的一環,在落差大、流量大的地區,水能資源豐富。

隨著礦物燃料的日漸減少,水能是非常重要且前景廣闊的替代資源。目前世界上水力發電還處於起步階段。河流、潮汐、波浪以及湧浪等水運動均可以用來發電。

[編輯本段]新能源的發展現狀和趨勢

部分可再生能源利用技術已經取得了長足的發展,並在世界各地形成了一定的規模。目前,生物質能、太陽能、風能以及水力發電、地熱能等的利用技術已經得到了應用。

國際能源署(iea)對2000~2023年國際電力的需求進行了研究,研究表明,來自可再生能源的發電總量年平均增長速度將最快。iea的研究認為,在未來30年內非水利的可再生能源發電將比其他任何燃料的發電都要增長得快,年增長速度近6%在2000~2023年間其總發電量將增加5倍,到2023年,它將提供世界總電力的4.4%,其中生物質能將佔其中的80%。

目前可再生能源在一次能源中的比例總體上偏低,一方面是與不同國家的重視程度與政策有關,另一方面與可再生能源技術的成本偏高有關,尤其是技術含量較高的太陽能、生物質能、風能等據iea的**研究,在未來30年可再生能源發電的成本將大幅度下降,從而增加它的競爭力。可再生能源利用的成本與多種因素有關,因而成本**的結果具有一定的不確定性。但這些**結果表明了可再生能源利用技術成本將呈不斷下降的趨勢。

我國**高度重視可再生能源的研究與開發。國家經貿委制定了新能源和可再生能源產業發展的「十五」規劃,並制定頒布了《中華人民共和國可再生能源法》,重點發展太陽能光熱利用、風力發電、生物質能高效利用和地熱能的利用。近年來在國家的大力扶持下,我國在風力發電、海洋能潮汐發電以及太陽能利用等領域已經取得了很大的進展。

新能源(或稱可再生能源更貼切)主要有:太陽能、風能、地熱能、生物質能等。生物質能在經過了幾十年的探索後,國內外許多專家都表示這種能源方式不能大力發展,它不但會搶奪人類賴以生存的土地資源,更將會導致社會不健康發展;地熱能的開發和空調的使用具有同樣特性,如大規模開發必將導致區域地面表層土壤環境遭到破壞,必將引起再一次生態環境變化;而風能和太陽能對於地球來講是取之不盡、用之不竭的健康能源,他們必將成為今後替代能源主流。

太陽能發電具有布置簡便以及維護方便等特點,應用面較廣,現在全球裝機總容量已經開始追趕傳統風力發電,在德國甚至接近全國發電總量的5%-8%,隨之而來的問題令我們意想不到,太陽能發電的時間侷限性導致了對電網的衝擊,如何解決這一問題成為能源界的一大困惑。

風力發電在19世紀末就開始登上歷史的舞台,在一百多年的發展中,一直是新能源領域的獨孤求敗,由於它造價相對低廉,成了各個國家爭相發展的新能源首選,然而,隨著大型風電場的不斷增多,佔用的土地也日益擴大,產生的社會矛盾日益突出,如何解決這一難題,成了我們又一困惑。

早在2023年,muce就為了開拓穩定的海島通訊電源而開展一項研究,經過六年多研究和實踐,終於將一種成熟的新型應用方式muce風光互補系統向社會推廣,這種系統採用了我國自主研製的新型垂直軸風力發電機(h型)和太陽能發電進行10:3地結合,形成了相對穩定的電力輸出。在建築上、野外、通訊基站、路燈、海島均進行了實際應用,獲得了大量可靠的使用資料。

這一系統的研究成果將為我國乃至世界的新能源發展帶來了新的動力。

新型垂直軸風力發電機(h型)突破了傳統的水平軸風力發電機啟動風速高、噪音大、抗風能力差、受風向影響等缺點,採取了完全不同的設計理論,採用了新型結構和材料,達到微風啟動、無噪音、抗12級以上颱風、不受風向影響等效能,可大量用於別墅、多層及高層建築、路燈等中小型應用場合。以它為主建立的風光互補發電系統,具有電力輸出穩定、經濟性高、對環境影響小等優點,也解決了太陽能發展中對電網衝擊等影響。

隨著能源危機日益臨近,新能源已經成為今後世界上的主要能源之一。其中太陽能已經逐漸走入我們尋常的生活,風力發電偶爾可以看到或聽到,可是它們作為新能源如何在實際中去應用?新能源的發展究竟會是怎樣的格局?

這些問題將是我們在今後很長時間裡需要探索的。

[編輯本段]新能源的環境意義和能源安全戰略意義

我國能源需求的急劇增長打破了我國長期以來自給自足的能源**格局,自2023年起我國成為石油淨進口國,且石油進口量逐年增加,使得我國接入世界能源市場的競爭。由於我國化石能源尤其是石油和天然氣生產量的相對不足,未來我國能源供給對國際市場的依賴程度將越來越高。

國際**存在著很多的不確定因素,國際能源**有可能隨著國際和平環境的改善而趨於穩定,但也有可能隨著國際局勢的動盪而波動。今後國際石油市場的不穩定以及油價波動都將嚴重影響我國的石油供給,對經濟社會造成很大的衝擊。大力發展可再生能源可相對減少我國能源需求中化石能源的比例和對進口能源的以來程度,提高我國能源、經濟安全。

此外,可再生能源與化石能源相比最直接的好處就是其環境汙染少。

新的能源是什麼

1新能源,包括太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物質能和其他可再生能源。合理的開發利用新能源,可以改善和優化能源結構,保護環境,提高人民生活質量,促進國民經濟和社會可持續發展。

新能源開發利用主要包括新能源技術和產品的科研、實驗、推廣、應用及其生產、經營活動。新能源的開發利用,應當與經濟發展相結合,遵循因地制宜、多能互補、綜合利用、講求效益和開發與節約並舉的原則,宣傳群眾,典型示範,效益引導,實現能源效益、環境效益、經濟效益和社會效益的統一。

2隨著科學技術和社會生產力的不斷發展,能源的問題顯得越來越重要。目前,全世界的能源仍以煤、石油和天然氣等化石燃料為主。這些化石燃料儲量有限,同時它們又是極其寶貴的化工原料,可以從中提煉和加工出各種化學纖維、塑料、橡膠和化肥等化工產品。

將這樣重要的化工原料作為能源來使用實在可惜。隨著社會生產力的發展和人類生活水平的提高,世界能源的消耗量愈來愈大。據估計,全世界石油、天然氣和煤的儲量最多只能供給人類使用

一、二百年。因此,擺在人類面前的一項緊迫的戰略任務就是探索新能源。目前研究開發的新能源主要有以下幾種:

1.地熱能與潮汐能

可利用的地熱資源是地下熱水、地熱蒸氣和熱岩層。地下熱水層一般在地下兩千多公尺深處,溫度80℃左右。將地下熱水降低壓力使之變成蒸氣(在47.

34 kpa時水80℃沸騰),可推動汽輪發電機發電。

潮汐能利用的是海水漲落造成的水位差。此種能量可以作為動力來推動水輪機發電。地球上潮汐漲落中蘊藏的能量是巨大的,但建造大規模的潮汐電站技術上有很多困難,成本也較高。

2.太陽能

太陽每年輻射到地球表面的能量約為5×10^22j,相當於目前世界能量消耗的1.3萬倍,可以說太陽能是取之不盡用之不竭的無汙染的理想能源。因此,太陽能的收集利用是當代科學家十分感興趣的問題。

目前太陽能利用主要有三種形式。一種是直接利用太陽輻射熱,建成太陽灶、太陽能熱水器,太陽房(用於採暖)和塑料大棚等,或利用太陽能來發電。太陽能電站是利用集熱器吸收太陽輻射的熱量,其蓄熱材料(液態金屬)溫度可高達1000℃左右。

所吸收的熱量通過熱交換器將水變成水蒸氣推動汽輪機發電。這種轉換方式稱之為光-熱轉換。第二種是光-電轉換,即利用太陽能電池將太陽能直接轉換成電能。

太陽能電池種類較多,主要有單晶矽電池、砷化鎵電池、磷化銦電池和多晶矽電池等。目前太陽能電池效率還比較低,成本也比較高。它主要用於人造衛星等宇宙飛行器作為各種儀器裝置的動力。

第三種是光-化學轉換,即將太陽輻射直接轉換成化學能。綠色植物的光合作用就是光-化學轉換,但它還不能完全受人控制。因此,研究各種完全可控的光-化學轉換方法也是當今世界重大的研究課題之一。

近年來發現,太陽能輻射到某一光化學反應體系後,能形成動力學上穩定的光產物,使光能轉化為化學能而儲存起來。另外,在催化劑存在時,由太陽光直接分解水而制得氫和氧的方法也是太陽能利用較有發展前途的一條途徑。發展氫能具有獨特的優越性。

首先,氫的原料是水,資源豐富。另外氫燃燒後的熱值較高,1g 氫燃燒後可放出143 kj的熱量,而1g煤燃燒只有31~32kj,1g汽油燃燒也只有48kj。還有氫燃燒生成水,它**於水又還原於水,是順應自然的一種迴圈,不會打亂自然界的平衡。

又因燃燒產物無煙塵以及其它汙染物,所以氫能又是無汙染的清潔能源。

雖然,地球接受太陽的總能量很大,但是由於其能量密度很低,取得單位能量的一次投資大,能量轉換效率有待提高。

3.核能

原子核裂變和聚變時都放出巨大的能量。原子核能是一種比較理想的能源。

(1)核裂變能

裂變是較重的原子核在足夠能量的中子轟擊下**成較輕原子核的過程。當235u原子核發生裂變時,**成兩個不相等的碎片和若干個中子。裂變過程相當複雜,已經發現裂變產物有35種元素,放射性核素有200種以上。

下面是235u裂變中的一種方式:

[編輯本段]未來的幾種新能源

波能:即海洋波浪能。這是一種取之不盡,用之不竭的無汙染可再生能源。

據推測,地球上海洋波浪蘊藏的電能高達9×104tw。近年來,在各國的新能源開發計畫中,波能的利用已佔有一席之地。儘管波能發電成本較高,需要進一步完善,但目前的進展已表明了這種新能源潛在的商業價值。

日本的一座海洋波能發電廠已執行8年,電廠的發電成本雖高於其它發電方式,但對於邊遠島嶼來說,可節省電力傳輸等投資費用。目前,美、英、印度等國家已建成幾十座波能發電站,且均執行良好。

可燃冰:這是一種與水結合在一起的固體化合物,它的外型與冰相似,故稱「可燃冰」。可燃冰在低溫高壓下呈穩定狀態,冰融化所釋放的可燃氣體相當於原來固體化合物體積的100倍。

據測算,可燃冰的蘊藏量比地球上的煤、石油和天然氣的總和還多。

煤層氣:煤在形成過程中由於溫度及壓力增加,在產生變質作用的同時也釋放出可燃性氣體。從泥炭到褐煤,每噸煤產生68m3氣;從泥炭到肥煤,每噸煤產生130m3氣;從泥炭到無煙煤每噸煤產生400m3氣。

科學家估計,地球上煤層氣可達2000tm3。

微生物:世界上有不少國家盛產甘蔗、甜菜、木薯等,利用微生物發酵,可製成酒精,酒精具有燃燒完全、效率高、無汙染等特點,用其稀釋汽油可得到「乙醇汽油」,而且製作酒精的原料豐富,成本低廉。據報道,巴西已改裝「乙醇汽油」或酒精為燃料的汽車達幾十萬輛,減輕了大氣汙染。

此外,利用微生物可製取氫氣,以開闢能源的新途徑。

化學能與電能的定義

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