PDF《新能源材料》

地球一年接受太阳的总能量为 1.8*1018kWh,仅为太阳总辐射能量的20亿分之 一. ? 太阳每分钟射向地球的能量相当于人类1年所耗用的 能量, 每秒钟获得太阳的能量相当于燃烧500万吨优 质煤发出的能量. ? 按目前太阳的质量消耗速率计,可维持6*1010年. 所以可以说它是 取之不尽,用之不竭 的能源. 1)太阳能的能源优势 ? 我国西部地区是世界上最大、地势较高的自然地理单元.也 是世界上最丰富的太阳能资源地区之一,尤其是西藏地区, 空气稀薄,透明度高,年日照时间长达1600一3400小时之 间,每天日照6小时以上年平均天数在275--330天之间,辐 射强度大,年均辐射总量7000兆焦耳/平方米,地域呈东向 西递增分布,年变化呈峰型,资源优势得天独厚,应用前景 十分广阔. ? 有望解决人类在能源需求方面的3个问题: ? 开发宇宙空间所需的连续不断的能源;

? 解决地面能源面临的矿物燃料资源减少与环境污染问题;

? 电子产品随时随地的供电问题. 2)太阳能的缺点-推广应用的障碍 ? 太阳能强度弱,即在单位时间内投射到单位面积上的太 阳能只有1353w*47%=640w. ? 太阳能具有不连续性.对于地球的绝大部分地区,平均 一年总有一半时间处于黑暗之中,在其他事件还要受天 气影响.太阳能发电被称为 绿色能源,垃圾电量 . ? 太阳能具有不稳定性.同一地点同一天,日出日落的太 阳辐射强度远不如正午前后;

同一地点,冬季太阳辐射 的强度不如夏季. ? 太阳能电池属于物理电源,物理电源是在一定条件下实现能量 直接转换的物理器件. ? 太阳能电池是利用太阳光与材料相互作用直接产生电能的,是 对环境无污染的可再生能源. a.如何合理利用太阳能,降低开发和转化的成本. b.提高转化效率 c.太阳能发电的存储,并网使用等 3)新能源开发中面临的重要问题 4)解决方案---太阳能电池 利用太阳能的光热转换 传统的发电方式-火力发电 ? 火力发电一般是指利用石油、煤炭和天然气等燃料燃烧时产 生的热能来加热水,使水变成高温、高压水蒸气,然后再由 水蒸气推动发电机来发电的方式的总称. ? 火力发电根据使用的燃料不同,可分为石油火力发电、煤炭 火力发电和液化天然气火力发电等种类.火力发电也是传统 的电力能源获取手段之一,尤其是在缺少水资源的地区.相 对于需要修建大坝和水库的水力发电,具有投资少、见效快 的特点,但火力发电对环境的污染较严重. §1.2.2 氢能 ? 氢元素是宇宙中含量最为丰富的元素之一,宇宙中 75%的质量由氢元素构成,地球上也分布着大量的 氢,主要以化合物形式存在.这些氢燃烧所产生的 能量相当于地球上所有化石燃料的9000倍. ? 氢能就是氢气燃烧时放出的能量.氢键的化学键内 存储有大量的能量,是单位质量含有能量最高的燃 料34.15kcal/g,是汽油的2.8倍. 地壳中元素含量排名:O(48.6%),Si(26%),Al, Ca , Na, K, Mg , H 1)氢能的优点 ? 氢是一种取之不尽,用之不竭的新能源.氢的燃烧是一 个还原成水的过程,大量使用氢不影响地球物质循环. ? 清洁燃料,无污染问题. ? 是一种可以利用其他能源如热能、电能、太阳能和核能 来制取的二次可再生能源. ? 氢能的化学简单性.释放能量时破坏和形成的键相对少, 具有高的反应速率常数和较快的电极动力学过程.氢在 铂电极上放电的交换电流密度达1mA/cm2. 反应速率v........