第四單元太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用 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（約為3.751026W）的22億分之一，但已高達(dá)173,000TW，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬噸煤。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、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。 地球上的能流圖（單位106MW） 1）、資源豐富總量最大2）、分布最廣無需運輸3）、最潔凈能流密度低受各種因素（季節(jié)、地點、氣候等）的影響 原理：利用太陽輻射加熱物體而獲得熱能應(yīng)用：太陽能熱水器 反射式太陽灶 高溫太陽爐 地膜、大棚、溫室 太陽能熱水器 太陽灶 光能熱能太陽爐太陽灶 應(yīng)用：為無電場所提供電池，包括移動 電 源和備用電源、太陽能日用電子產(chǎn)品 并網(wǎng)發(fā)電 太陽能發(fā)電 美國軍用太陽能發(fā)電帳篷 化學(xué)方程式：6H2O + 6CO2 C6H12O6 +6O2光葉綠素 6H2O+6CO2 C6H12O6+6O2光葉綠素（C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6催化劑C 6H12O6 + 6O2 6H20 + 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：可再生性；低污染性 ；廣泛的分布性 。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 1、直接燃燒注釋:用纖維素（C 6H10O5）n代表植物枝葉的主要成分（C6H10O5)n +6n O2 6n CO2 +5n H2O點燃缺點: 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。 2、生物化學(xué)轉(zhuǎn)換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 + nH2O nC6H12O6催化劑C6H12O6 2C2H5OH+2CO2點燃 缺乙醇汽油的優(yōu)點 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，使發(fā)動機(jī)運行更平穩(wěn)；第三，可有效消除火花塞、氣門、活塞頂部及排氣管、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 氫能的開發(fā)與利用氫能的特點：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 1、解決制氫的能耗問題 原理:光 密度高、但能耗大、且有自然揮發(fā) 氫氣的貯存和運輸問題碳納米管儲氫材料 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、運輸和儲存方面的所有相關(guān)難點。 化石燃料與水蒸氣反應(yīng)化石燃料部分氧化生物質(zhì)氣化氫能產(chǎn)生氫氣水氫能的利用核能光分解用于燃料電池釋放電能