生物质能的利用氢能的开发和利用
论文：我国能源发展的现状
我国的能源发展战略与政策思考——浅谈新能源的开发与利用作者：XXXXXXX[摘要]我国是一个能源生产和能源消费大国。
我国目前能源消费构成中煤炭比例过高，占能源消费总量的67％。
由于我国石油资源有限，要降低煤炭消费比例，只有通过增加天然气、水电、核电、可再生能源和新能源的使用量来实现。
新能源是指能可持续使用或可显著提高能源效率的能源，资源丰富，分布广泛，既不存在资源枯竭问题，又不会对环境构成严重威胁。
因此，人类越来越重视新能源的开发和利用。
我国现在正在开发利用的新能源主要有：风能，太阳能，生物质能，地热能，氢能等。
但，目前的开发利用量与其资源量相比还只是冰山一角。
因此通过大力发展新能源，替代煤炭，弥补石油、天然气的资源短缺，是我国长期能源发展战略和近期能源结构调整的重要选择。
[关键字]能源消费，新能源一、我国能源发展的现状我国目前能源消费构成中煤炭比例过高，占能源消费总量的67％，降低煤炭消费比例是调整能源结构的重要任务。
由于我国石油资源有限，要降低煤炭消费比例，只有通过增加天然气、水电、核电、可再生能源和新能源的使用量来实现。
根据我国矿产资源保证度的评价，我国石油和天然气资源远不能满足需求，除了煤炭，将来可以依赖的能源资源主要是可再生能源和新能源。
2002年我国一次能源消费量为14.8亿tce，居世界第2位。
能源消费基本走出了1997-1999年的负增长和2000年和2001年的低速增长时期，出现高速增长，超过能源消费量的历史高峰值（1996年的13.89亿tce）。
2002年我国能源消费量在世界能源消费总量中所占比重达10.6%，较2001年的9.1%上升了1.5个百分点。
表1、我国能源消费量在世界总量中所占比重从表1可知，我国是煤炭为主要能源的国家。
可是，地球所含能源的总量是不变的，如果我们在无限制的向地球索取能源的话，地球的能源总有一天会枯竭。
所以说，我们应从战略高度认真考虑发展新型能源，改善我国能源结构，实现能源的可持续发展。
高一化学苏教版必修2教案：2.4太阳能、生物质能和氢能的利用
第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用(教师用书独具)●课标要求1．通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。
2．了解人类利用太阳能、氢能的意义和人类面临的能源危机以及未来的新能源。
●课标解读1．了解太阳能、生物质能、氢能的开发利用。
2．了解人类面临的能源危机和未来的新能源。
●教学地位能源是人类生产、生活、科技必不可少的化石能源不可再生且污染严重，开发新能源成了各国的当务之急。
也是高考命题特别关注的热点之一。
(教师用书独具)●新课导入建议为了缓解当前能源紧张的问题，各国都在加大开发力度，研制、开发新型、高效、清洁能源，例如：用水力发电代替火力发电以减少燃料消耗；利用地热取暖、在日常生活中家庭用太阳能获得热水等等。
本课时将探讨这些方面的问题。
●教学流程设计课前预习：安排学生课前阅读相关教材内容，完成“课前自主导学”并讨论。
⇒步骤1：导入新课，分析本课教学地位。
⇒错误!⇒步骤3：对“探究”要引导学生阅读要点阐述，了解常见能源的开发利用及应注意的事项，通过【例】加强理解。
然后学生独立完成“变式训练1和2”，教师点评、纠错。
对“教师备课资源”根据实际可以补充。
⇓错误!⇐错误!1.地球上最基本的能源是太阳能，太阳能以光和热的形式传送到地面。
人们可以直接利用太阳辐射获得光和热。
绿色植物通过光合作用吸收太阳能，动物食用植物内的淀粉、纤维素、蛋白质间接利用太阳能。
化石燃料蕴藏的能量也来自远古时期生物体吸收利用的太阳能，这些太阳能通过各种化学反应转化为化学能，化学能又可以通过各种形式转化为热能、光能或电能释放出来。
2．绿色植物对太阳能的利用转化绿色植物体内的叶绿素太阳能H 2O 、CO 2葡萄糖――→生成 淀粉或纤维素，把光能转化为化学能，化学方程式为6H 2O ＋6CO 2――→光叶绿素C 6H 12O 6＋6O 2；淀粉、纤维素在动物体内水解为葡萄糖，继而被氧化生成CO 2和H 2O ，释放出热量，供给生命活动的需要。
可再生能源与能源化学
可再生能源与能源化学在当今世界，能源问题是全球关注的焦点之一。
随着传统化石能源的逐渐枯竭以及其使用带来的环境问题日益严重，寻找和利用可再生能源成为了人类社会可持续发展的必然选择。
而能源化学作为一门研究能源转化、储存和利用的学科，在可再生能源的开发和应用中发挥着至关重要的作用。
首先，让我们来了解一下什么是可再生能源。
可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源，具有取之不尽、用之不竭的特点。
常见的可再生能源包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能等。
这些能源不仅清洁环保，而且在全球范围内分布广泛，为解决能源危机和环境问题提供了巨大的潜力。
太阳能是最常见也是最丰富的可再生能源之一。
通过太阳能电池板，我们可以将太阳的光能直接转化为电能。
能源化学在这个过程中主要研究如何提高太阳能电池的转化效率、降低成本以及延长使用寿命。
例如，科学家们致力于开发新型的半导体材料，以增强对太阳光的吸收和电荷传输能力。
同时，研究如何优化电池的结构和制造工艺，也是提高太阳能利用效率的关键。
风能也是一种重要的可再生能源。
风力发电是将风能转化为电能的常见方式。
在这个过程中，能源化学涉及到风机叶片材料的研发、电机的设计以及电能储存系统的优化。
为了提高风机的效率和可靠性，需要选择高强度、轻质的材料来制造叶片，同时研究高性能的电机和储能装置，以确保风能的稳定输出和有效利用。
水能是一种古老而又重要的可再生能源。
水力发电站利用水的势能转化为电能。
能源化学在这里主要关注水轮机的材料和设计，以及水库水质的保护和处理。
通过选择合适的材料和优化水轮机的结构，可以提高水能的转化效率，同时减少对环境的影响。
生物质能是指利用生物质（如农作物秸秆、木材废料、生活垃圾等）转化为能源的过程。
生物质可以通过燃烧、发酵、气化等方式转化为热能、电能和生物燃料。
能源化学在生物质能的开发中主要研究如何提高转化效率、降低污染物排放以及开发新型的生物燃料。
例如，通过改进发酵工艺，可以提高生物乙醇的产量和纯度；通过研发新型的气化催化剂，可以将生物质更有效地转化为合成气，进而制备液体燃料。
课件：2.4 太阳能、生物质能和氢能的利用
变式训练2 人类发现、利用沼气已有悠久的历 史。1776年，意大利科学家沃尔塔发现沼泽地里 腐烂的生物质发酵，从水底冒出一连串的气泡， 分析其主要成分为甲烷和二氧化碳等气体。由于 这种气体产生于沼泽地，故俗称“沼气”。1781 年，法国科学家穆拉发明人工沼气发生器。200 多年过去了，如今全世界约有农村家用沼气池 530万个，中国就占92%。农村沼气池的主要填 料是猪粪、秸秆、污泥和水等。随着农村沼气使 用的日益推广和大型厌氧工程技术的进步，20世 纪90年代以来，世界范围内的一些大型沼气工程 有了迅速发展。
酶
四、氢能的开发与利用 1．氢能的优点 多 (1)完全燃烧放出的热量____。 (2)原料是水，来源广。 污染 (3)燃烧产物是水，无_____。 2．氢能的开发 (1)困难：______高、贮存和运输困难等。 能耗 (2)方法： ①在光分解催化剂存在下，在特定的装置中， 太阳能 利用________分解水制氢气。 ②利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用 下分解水释放出氢气。 贮氢 ③发现和应用______材料。
太阳能利用的实例
能量转化 方式 太阳能间 接转化为 热能和电 能 太阳能间 接转化为 化学能
水力发电。太阳辐射能使 地表上的水分蒸发形成云 雨，下雨之后，江、河上 间接利 游的水位提高，形成落差， 用太阳 推动水轮机而发电 辐射能 化石燃料。由远古时代的 生物质能转化而来，归根 到底是由太阳能转化而来
实例 光合作用 直接 太阳能热水器 利用 太阳能电池 光解水制氢气 间接 利用 水力发电 化石燃料
能量转化方式 _____转化为_______ 光能 化学能 光能转化为热能 电能 光能 _____转化为_____ 光能 化学能 ______转化为______ 太阳能间接转化为机械能 和______ 电能 太阳能间接转化为化学能
《太阳能、生物质能和氢能的利用》 讲义
《太阳能、生物质能和氢能的利用》讲义在当今世界，能源问题日益凸显，寻找和利用清洁、可再生的能源成为了人类社会可持续发展的关键。
太阳能、生物质能和氢能作为三种重要的新能源，具有巨大的潜力和广阔的应用前景。
一、太阳能的利用太阳能是地球上最丰富、最清洁的能源之一。
太阳每秒向宇宙空间释放的能量约为 38×10^26 焦耳，其中到达地球的能量虽然仅占其总量的二十亿分之一左右，但仍然相当于全球能源消耗总量的上万倍。
（一）太阳能光伏发电太阳能光伏发电是利用半导体材料的光电效应，将太阳能直接转化为电能的技术。
其基本原理是当光线照射到半导体材料上时，半导体中的电子吸收光子的能量，从价带跃迁到导带，形成自由电子和空穴对。
在电场的作用下，自由电子和空穴分别向正负极移动，从而产生电流。
光伏发电系统通常由太阳能电池板、控制器、逆变器和蓄电池等组成。
太阳能电池板是核心部件，其效率和成本是影响光伏发电广泛应用的关键因素。
目前，常见的太阳能电池材料有硅、碲化镉、铜铟镓硒等。
随着技术的不断进步，太阳能电池的效率逐渐提高，成本不断降低，光伏发电在全球范围内得到了迅速发展。
（二）太阳能光热利用太阳能光热利用是将太阳能转化为热能加以利用的技术。
常见的应用包括太阳能热水器、太阳能供暖和太阳能热发电等。
太阳能热水器是最为普及的太阳能光热应用之一。
它通过集热器吸收太阳能，将水加热后供家庭使用。
太阳能供暖系统则可以为建筑物提供冬季采暖，减少对传统能源的依赖。
太阳能热发电是通过聚光装置将大面积的阳光汇聚到一个小面积上，产生高温，进而驱动热机发电。
常见的太阳能热发电技术有塔式、槽式和碟式等。
（三）太阳能的优点和挑战太阳能的优点显而易见。
首先，它是一种取之不尽、用之不竭的能源，不会因为使用而枯竭。
其次，太阳能的使用过程中几乎不产生污染物，对环境友好。
然而，太阳能的利用也面临一些挑战。
例如，太阳能的能量密度较低，分布不均匀，受天气和地理位置的影响较大，具有间歇性和不稳定性。
生物能源的开发和利用
目录前言 (3)何为生物能源 (3)生物能源的分类 (4)林业资源 (4)农业资源 (4)生活污水和工业有机废水 (4)城市固体废物 (5)开发利用 (5)固体产品 (5)燃料乙醇 (6)生物柴油 (6)生物沼气 (6)生物制氢 (7)生物发电 (7)总结 (7)摘要本文主要介绍了生物能源的分类，开发利用形式及相关产品，还有就是我国所具有的生物能源优势，并对其发展前景进行了预测。
关键词：生物能源分类开发利用生物燃料AbstractThis paper introduces the classification of bio-energy development and utilization of forms and related products, there is my country has the advantages of bio-energy, and its development prospects were predicted.Keywords Bioenergy Categories Exploitation Biofuels前言能源是人类活动的物质基础。
在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。
但是，人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时，也遇到一系列无法避免的能源安全挑战，能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。
因此，开发新能源已成为全世界解决能源问题的共同出路。
与化石燃料相比，新能源具有可再生、对环境友好等特点，更符合人类可持续发展的目标。
其中，太阳能、风能、地热能、水能和潮汐能，是开发较早的新能源，已在实际生产生活中发挥了重要作用。
曾一度被人们看好的核能，有着极高的能量值，可是其高额的研究经费和潜在的巨大危害，令世界大多数国家望而却步。
而作为新能源中“排行”靠后的生物能源，却在最近几年内忽然人气锐增，势如破竹，被看作是“新能源家族中可实现度最高的未来能源”。
氢能源的开发与利用报告
氢能源的开发和利用报告能源是现代社会人类生活、生产中必不可缺的东西。
随着社会经济的发展，人们对能源的需求越来越高。
然而在能源开发及利用的研究中，人们发现有的能源与一般传统的矿物能源不同，如太阳能、风能、潮汐熊等再生性能源。
氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高、清洁的绿色能源及能源载体，被认为是连接化石能源向可再生能源过渡的主要桥梁。
作为能源，氢能具有无可比拟的潜在开发价值。
氢是自然界最普遍存在的元素，它主要以化合物的形态储存于水中，而水是地球上最广泛的物质；除核燃料外，氢的发热值在所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高；氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快；氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁。
氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。
用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造，现在的内燃机稍加改装即可使用。
所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，在能源工业中氢是极好的传热载体。
所以，研究利用氢能已成为国内外学者研究的热点。
1 氢能制备方法1.1 矿物燃料制氢在传统的制氢工业中，矿物燃料制氢是采用最多的方法，并已有成熟的技术及工业装置。
其方法主要有重油部分氧化重整制氢，天然气水蒸气重整制氢和煤气化制氢。
用蒸汽和天然气作原料的制氢化学反应为：CH4+2H2O==CO2+4H2。
用蒸汽和煤作原料来制取氢气的基本反应过程为：C+2H2O==CO2+2H2。
虽然目前90％以上的制氢都是以天然气和煤为原料。
但天然气和煤储量有限，且制氢过程会对环境造成污染，按照科学发展观的要求，显然在未来的制氢技术中该方法不是最佳的选择。
1.2 电解水制氢电解水制氢工业历史较长，这种方法是基于如下的氢氧可逆反应：2H2O==2H2＋O2目前常用的电解槽一般采用压滤式复极结构，或箱式单级结构，每对电解槽压在1.8～2.0V 之间，制取1 m3H2的能耗在4.0～4.5kwh。
氢能利用及技术发展方向综述
氢能利用及技术发展方向综述一、氢能源的前景目前世界各国都在因地制宜的发展核能、太阳能、地热能、风能、生物能、海洋能和氢能等新型能源，其中氢能以资源丰富、热值高、无污染等优点被认为是未来最有希望的能源之一。
美、欧、日等发达国家都从国家可持续发展和安全战略的高度，制定了长期的氢能源发展战略。
美国的氢能发展路线图从时间上分为4 个阶段：①技术、政策和市场开发阶段；②向市场过渡阶段；③市场和基础设施扩张阶段；④走进氢经济时代。
从2000年至2040年，每10年实现一个阶段。
而欧盟划分为三个阶段，即短期，从2000年到2010年；中期，从2010年到2020年；中远期，从2020年到2050年。
第一阶段将开发小于500kW的固定式高温燃料电池系统(MCFCPSOFC）；开发小于300kW的固定式低温燃料电池系统(PEM)。
第二阶段是新的氢燃料家用车比例要达到5%，其他氢燃料交通工具比例达到2%。
所有车的平均二氧化碳排放量减少2.8g/km，二氧化碳年排放量减少1500万t。
第三阶段是新的氢燃料家用车比例要达到35%，其他氢燃料交通工具比例达到32%。
所有车的平均二氧化碳排放量减少44.8g/km，二氧化碳年排放量减少2.4亿t 。
中国对氢能的研究与发展可以追溯到上世纪60年代初，中国科学家为发展国家的航天事业，对作为火箭燃料的液氢的生产、H2/02燃料电池的研制与开发进行了大量有效的工作。
上世纪7O 年代，将氢作为能源载体和新的能源系统进行开发。
2003 年11月中国加入了“氢能经济国际合作伙伴”，成为其首批成员国之一。
在中国公布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》和《国家“十一五”科学技术发展规划》中都列入了发展氢能和燃料电池的相关内容。
目前中国已在氢能相关技术的研发领域取得了多方面的进展。
在国家科技部和各部委基金项目的支持下，中国已初步形成了一支由高等院校、中科院、能源公司、燃料电池公司、汽车制造企业等为主的从事氢能与燃料电池研究开发及利用的专业队伍，研发领域涉及氢经济相关技术的基础研究、技术开发和示范试验等方面。
高中化学专题二化学反应与能量转化第四单元太阳能生物质能和氢能的利用学案苏教版必修2
第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用美国国家可再生能源实验室目前发现,向海藻的生存环境中加入指定酶,能抑制海藻产生糖,从而使其转向生产氢能。
近年来,我国和美国、日本、加拿大、欧盟等都制定了氢能发展规划,把发展氢能作为21世纪新能源的战略目标。
按照美国氢能技术路线图,到2040年美国将走进“氢能经济”时代,氢能将取代化石能源成为广泛使用的终端能源。
1．了解利用太阳能的几种常见方式。
2．了解利用生物质能开发沼气和乙醇燃料的途径和方法。
3．简单了解太阳能、生物质能、氢能利用的现状,了解开发利用太阳能的广阔前景和尚未攻克的一些技术难题以及氢能源开发的价值与方向。
4．认识开发、利用高效、清洁能源的重要性和迫切性。
一、太阳能的利用1．太阳能是地球上最基本的能源。
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源,生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能。
太阳能作为可再生能源的一种,则是指太阳能的直接转化和利用。
2．大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用。
植物体内的叶绿素相当于一个小型工厂,它在太阳光作用下,把CO2、H2O转化为葡萄糖,进而生成淀粉、纤维素等,从而把光能转化为化学能。
(1)光能转化为化学能的方程式：6CO 2＋6H 2O ――→光叶绿素C 6H 12O 6＋6O 2。
(2)化学能转化为热能的方程式：C 6H 12O 6＋6O 2―→6H 2O ＋6CO 2。
二、生物质能的利用1．生物质的定义生物质是指一切有生命的可以生长的有机物质,它包括世界上所有的动物、植物和微生物,以及由这些生物产生的排泄物和代谢物。
各种生物质都具有一定的能量,称之为生物质能量。
2．生物质能的含义生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量。
生物质能包括农业废弃物、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等。
3．生物质能的利用方式(1)直接燃烧(用化学方程式表示)：(C 6H 10O 5)n ＋6n O 2――→点燃6n CO 2＋5n H 2O 。
农村新能源的开发利用
生物质能的开发利用技术
我县对生物质能的开发利用方式主要有：
1.推广使用省柴灶、节能炕、节煤炉，提高传 统能源的利用率； 2.推广修建沼气池，加快新能源的开发利用步 伐。
生物质能的开发利用技术
节柴灶、节能炕、节煤炉
农村节柴灶、节能炕、节煤炉是指针对农村广泛利 用柴草、秸秆和煤炭进行直接燃烧的状况，利用燃 烧学和热力学的原理，进行科学设计而建造或者制 造出的适用于农村炊事、取暖等生活领域的炉、灶 和炕等用能设备。顾名思义，它是相对于农村传统 的旧式炉、灶、炕而言的，不仅改革了内部结构， 提高了效率，减少了排放，而且卫生、方便、安全。
生物质能的开发利用技术
我县可开发利用的生物质能主要是农作物秸秆、薪柴、牲畜粪便。 目前我国农村地区对农作物秸秆、薪柴、牲畜粪便的开发利用方式有 以下几种： 1.直接燃烧用于取暖、做饭；（传统能源的利用） 2.牲畜粪便用于上肥；（传统能源的利用） 3.用于制做沼气的原料；（新能源的利用） 4.将农作物秸秆进行气化、碳化、固化、液化，用于加工新的燃料。 （新能源的利用）
太阳能的开发利用
太阳能热水器 （Solar water heater）是 指以太阳能作为能源进行加热的热水器。 是与燃气热水器、电热水器相并列的三大 热水器之一。
太阳能的开发利用
太阳能热水器简介 太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从 低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中 的热水使用。太阳热水器是由全玻璃真空集热管、 储水箱、支架及相关附件组成，把太阳能转换成热 能主要依靠玻璃真空集热管。集热管受阳光照射面 温度高，集热管背阳面温度低，而管内水便产生温 差反应，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生 微循环而达到所需热水。
生物质制氢研究进展
149科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 能源与环境氢气作为一种极为理想的“绿色能源”,其发展前景是十分光明的,人们对氢能开发和利用技术的研究一直进行着不懈的努力。
常规的制氢方法主要有水电解法、水煤气转化法、甲烷裂化法等,这些方法均需耗费大量能量。
水电解法是国内外广泛采用的制氢方法,电解槽在标准状况下制取1m 3氢气(纯度为99.5%)实际电能消耗是4.5～6.0kw/h。
电解法制氢还需配套纯水制备系统和碱液配制使用设备,使氢气生产成本较高。
随着氢气用途的日益广泛,其需求量亦迅速增加,常规的制氢方法已不能适应社会发展的需要,研究开发更为经济的、有良好环保性能的、可再生的制氢技术成为当今世界的热门课题之一,也是社会可持续发展的需要。
生物制氢技术作为一种无污染的清洁生产技术,已在世界上引起广泛重视,越来越多的科学家投身并致力于生物制氢技术的研究开发和应用,日本、美国等一些国家为此成立了专门机构,并建立了生物制氢的发展规划,以期通过对生物制氢技术的基础性和应用性研究,使该技术实现商业化生产。
我国生物制氢的研究有很大进展,国家863项目也给予支持。
生物质制氢包括两种方法:一种是生物质气化法,即通过热化学转化方式将处理过的生物质转化为燃气或合成气;另一种是生物质微生物制氢法,包括光合生物产氢、发酵细菌产氢、光合生物与发酵细菌的混合培养产氢。
生物质气化法制氢需消耗大量能量,副产物多,很少采用;与光合法生物制氢技术相比,发酵法生物制氢技术在许多方面表现出优越性:目前的研究表明,发酵产氢菌种的产氢能力要高于光合产氢菌种,发酵产氢细菌的生长速率比光合产氢生物快;发酵法生物制氢无需光源,不但可以实现持续稳定产氢,而且反应装置的设计、操作及管理简单方便;可生物降解的工农业有机废料都可作为发酵法生物制氢的原料,原料来源广且成本低廉;兼性的发酵产氢细菌更易于保存和运输。
论文示例(1)：实证性研究论文
建构主义教育观指导下的化学合作学习策略初探汪晓飞周勇①（宁波大学教育学院，浙江宁波 315211）摘要：随着高中化学新课程改革的不断推进，合作学习如何在化学课堂教学实践中有效展开并确保其质量成效，已经成为我国化学教育研究领域密切关注的重要教学论问题。
笔者在建构主义教育理论指导下，以高中化学新课程课堂教学案例为抓手，就合作学习问题与宁波市某所中学的化学教师展开了近一个学期的合作研究。
本文以《氢能的开发和利用》一堂课的合作学习为例，尝试阐述我们关于化学课堂合作学习有效策略的探究结果，以期为当前化学教学实践中有效开展合作学习提供借鉴与参考。
关键词：化学合作学习；合作学习策略；建构主义教育观我国新世纪《普通高中化学课程标准》不仅把“培养学生的合作精神，激发学生的创新潜能，提高学生的实践能力”作为重要课程改革目标②，而且同时强调“转变学习方式是课程改革的基本要求。
教师要更新教学观念，在教学中引导学生进行自主学习、探究学习和合作学习。
”③随着新世纪化学课程改革进程的不断推进，人们逐渐把关注焦点由课程理念转向有效教学的实践机制层面。
在合作学习的问题上，当前人们更加关注的是，如何在化学课堂教学实践中有效展开合作学习并确保其质量成效。
因此，合作学习的有效策略已经成为当前我国化学教育研究领域密切关注的重要教学论问题。
总结我国学者近期关于合作学习的研究结论，可以发现当前课堂合作学习存在着如下几个方面的基本问题：第一个方面是合作形式问题，主要表现在合作方式单一，未能妥善处理合作与其他学习方式的关系；第二个方面是合作成效问题，主要表现在许多教师没有真正把握合作学习的内涵和实质，没有充分发挥这种学习方式对化学学习的促进作用，因而合作学习趋于表面化和形式化，合作学习效果欠佳；第三个方面是缺乏对合作学习理论在教学中的运用机制与实施条件的研究。
事实上，从我们的化学教学实践看，有许多潜在的因素阻碍了学生与其他成员间的合作，只有认真研究这些因素并消除障碍，创造实现合作学习的有利条件，合作学习才能真正进行。
新能源的开发和利用
新能源的开发和利用摘要中国具有丰富的新能源资源,积极推进新能源资源的开发有利于逐步改善我国能源供应与消费结构,保证经济的可持续发展。
本文对太阳能、风能、核能、地热能和潮汐能进行了论述,分析了开发利用这些能源的状况及发展潜力,了解其在世界范围内的开发和利用的现状和前景,对我国的能源开发与建设是很有借鉴意义的。
关键词新能源开发利用前景发展经济和保护环境是当今国际上普遍关注的问题。
近年来,随着我国经济的快速发展,能源消耗也在增加, 对资源的需求量不断增长,从某种意义上讲,也带来了严重的大气污染和环境破坏。
当前,我国的能源消耗主要是煤炭,燃煤所产生的环境污染给人们的生产和生活造成了许多不良影响, 并直接破坏生态平衡。
为保证我国社会经济的可持续发展, 减少对环境的污染、避免造成生态破坏,必须合理开发与利用能源,实现能源的高效利用和开发新型能源。
新能源是指以新技术为基础,系统开发和利用的能源。
当代新能源是指太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能和氢能等。
它们的共同特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染。
研究和开发清洁而又用之不竭的新能源,是21 世纪发展的首要任务,将为人类可持续发展作出贡献。
当前,一方面,我国的能源利用率低、产品能耗高、经济效益差,在今后相当长的一段时间,我国能源供应仍会十分紧张,还不可能完全满足国民经济生产发展的需要。
因此.我国有必要加速研究和开发新能源;另一方面,对未来世界的能源也是不容乐观,由于世界电力需求量的急剧增长,造成常规能源(煤炭石油等)的过量开发,陆上的水力资源和化石燃料开采有限,现已面临桔竭的危机:温室效应和酸雨、污染等公害时刻威胁着人类生息,因此,开辟洁净的可再生能源是人类的必由之路。
世界各国对新能源的开发和利用目前正方兴未艾,从长远来看,加速开发这些新能源有着特殊的意义,考虑到当今社会和环境效益,发展新能源可促进世界环境和生态的改善,它具有补充常规能源的现实性,并且在经济上也开始有竞争能力。
第十五讲 太阳能、生物质能和氢能的利用
nC6H12O6
C6H12O6
2CH3CH2OH+2CO2↑
原料: 淀粉等糖类物质。
条件: 催化剂(生物酶)。
用途:乙醇可直接作为燃料或和汽油混合后作发动机燃料。
乙醇汽油(90%汽油+10%乙醇)的优点:可增加汽油中的含氧量,使燃烧更充分,降低尾气
中有害物质含发动机内积炭,可延长
化学方程式 6H2O+6CO2
C6H12O6+6O2
化学
典例1 可再生能源是我国重要的能源资源,在满足能源需求、改变能源结构、 减少环境污染、促进经济发展等方面具有重要作用。应用太阳能光伏发电技 术,是实现节能减排的一项重要措施。 下列有关分析不正确的是( ) A.风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源 B.推广可再生能源有利于经济可持续发展 C.如图是太阳能光伏电池原理图,图中A极为正极 D.光伏电池能量转化方式是太阳能直接转化变为电能
化学
(3)太阳能转化为化学能 应用 ①暖袋——用于调节室温 原理:当白天温度较高或受日光照射时分解吸热,可以起到降温作用。晚上没 有日光或者温度低时重新化合放热,起到升温作用。 选择内装晶体的原则:分解温度要适中;热效应明显;价格便宜——芒硝。 ②光解水——利用太阳能和催化剂将水分解制氢气。 (4)光—生物质能转换 原理:通过光合作用,将太阳能转化为化学能储存在生物质中——生物质能。 自然界利用太阳能最成功的例子就是光合作用,地球上每年通过光合作用储藏 的太阳能相当于全球能源年消耗量的 10 倍左右。
化学
3.氢能利用的途径 (1)氢气燃烧放热:以液氢作为火箭的燃料; (2)用高压氢气、氧气制作氢氧燃料电池; (3)利用氢的热核反应释放的核能——氢弹。 贮氢合金的发现和应用,开辟了解决氢气贮存、运输难的新途径。
氢能的开发与利用
化学与环境工程系
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氢能的开发与利用
2.氢能的产生方式
缺点：消耗大 1》以天然气，石油和煤为原料，在高温下 量的电能，成 本高 与水蒸气反应
2》电解水制氢气 3》利用太阳能分解水制氢气 4》利用热化学制氢气 5》利用蓝藻等低等植物和微生物在阳光作 用下释放氢气
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4》5》 为最佳 方式
氢能的开发与利用
电解水制氢
电解水由分别发生在阴极和阳极的两个化学
反应组成, 如式(1),(2)和(3): Anode: H2O + electrical energy → 0.5 O2 + 2H+ + 2e- (1) Cathode: 2H+ + 2e- → H2 (2) Overall: H2O + electrical energy → H2 +0.5 O2(3)
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氢能的开发与利用
(3) 热化学制氢。这种方法是通过外加高温 使水起化学分解反应来获取氢气。到目前为 止虽有多种热化学制氢方法，但总效率都不 高，仅为20%-50%，而且还有许多工艺问题 需要解决。依靠这种方法来大规模制氢还有 待进一步研究。
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氢能的开发与利用
用于燃料电池，化学能转化为电能 电解，电能转化为化学能
H2O
燃烧，释放热能
H2、O2
使用催化剂，利用太阳能分解水
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氢能的开发与利用 【思考】氢 Nhomakorabea是一种理想的，极有前途
的二级能源，它被人们视为理想的“绿 色能源”，大家知道几种产生氢能的方 式？这些方式有哪些优点和缺点呢？
太阳能、生物质能和氢能的利用
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3、太阳能的利用形式有哪些？ 光---化学能；光---热能；光---电能：光伏发电与热发电。 4、太阳能利用的关键技术是什么？ 太阳能的高效转换： 光---化学能：速生植物等； 光---热能：高效吸热材料； 光---电能：光伏发电---高效光电转换材料；热发电---高效集热 装置。 二、生物质能 1、生物质能的定义和特点 生物质能来源于植物及其加工产品贮存的能量。 生物质能源是一种理想的可再生能源，其具有以下特点：①可再 生性；②低污染性；③广泛的分布性 。
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1、画图说明火力发电厂的生产过程。 2、煤中的主要元素有哪几种？ 3、工业分析的组分有哪几种？ 4、工业分析的基准有哪几种？ 5、煤有哪些特性？ 6、动力煤分为哪几类？ 7、燃煤火力发电存在的问题是什么？解决途径是什么？ 8、煤的清洁利用途径有哪些？ 电、气、油等。 1、《电力生产与化学》的课程性质、考核方法和学习内容是什么？ 2、《电力生产与化学》的教学要求是什么？ 3、应用化学专业的培养目标是什么？ 4、应用化学专业的课程体系有那几部分课构成？ 5、应用化学专业课外培养体系的内容有哪些？ 6、从社会需求、专业培养目标、目标就业岗位、课程体系四个方面谈一下你对专 业的认识。 7、与学习、毕业和考试密切相关的学校规章制度有哪些？ 学分制学籍管理办法；沈阳工程学院学位授予工作条例；沈阳工程学院学生成绩考 核与记载办法；沈阳工程学院学生考试管理办法。
氢能量转折
动力未来
乙醇汽车
• 一、太阳能 • 1、太阳能的特点是什么？ • 太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅
为其总辐射能量（约为3.75×1026W）的22亿分之一，但已高达173,000TW， 也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。
高中化学必修一必修二专题第三单元太阳能生物质能和氢能的利用
1．化石能源主要是指哪些物质形成的能源？提示：煤、石油、天然气。
2．燃料的燃烧能将化学能转化成哪种能量形式？提示：转化成热能和光能等。
3．植物通过光合作用能将CO2和水转化成哪些物质？提示：转化成葡萄糖和氧气。
4．你知道的新能源有哪些？提示：太阳能、氢能、核能、潮汐能、地热能。
[新知探究]探究1你知道目前利用太阳能有哪些方法，依据教材P47“你知道吗？”完成表格。
探究2摄入人体内的淀粉是如何转化成能量的？提示：淀粉在人体内水解转化成葡萄糖；葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，释放出能量。
[必记结论]1．太阳能的利用能源是人类生活和社会发展的基础。
地球上最基本的能源是太阳能。
2．太阳能利用的能量转化方式被吸收的太阳能――→化学反应(1)化学能――→化学反应(2)热能、光能或电能 (1)太阳能转化为化学能： ①物质转化：在太阳光作用下，植物体内的叶绿素把水、二氧化碳转化为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素。
②化学反应：6CO 2＋6H 2O ――→光叶绿素C 6H 12O 6＋6O 2。
③能量转化：光能―→化学能。
(2)化学能转化为热能：①物质转化：动物摄入体内的淀粉、纤维素能水解转化为葡萄糖，其氧化生成二氧化碳和水，释放出热量，供给生命活动的需要。
②化学反应为：(C 6H 10O 5)n ＋n H 2O ――→催化剂n C 6H 12O 6； C 6H 12O 6＋6O 2―→6H 2O ＋6CO 2。
③能量转化：化学能―→热能。
[成功体验]1．有关太阳能的利用，下面是四位同学的交流，请判断正误。
解析：甲、乙、丙三位同学描述的是太阳能利用中的存在问题，丁同学描述的是太阳能利用中的能量转化形式，太阳能热水器是将太阳能转化为热能。
答案：甲、乙、丙正确；丁错误。
2．下列有关太阳能的利用方式以及列举的实例错误的是( )A ．直接利用太阳辐射能的基本方式有四种：光—热转换、光—电转换、光—化学能转换和光—生物质能转换B ．太阳能热水器是一种光—热转换形式C ．绿色植物进行的光合作用，是一种光—生物质能转换，它的本质是光—化学能转换D ．将电能通过用电器进行照明的过程是一种光—电能转换过程解析：选D 光—热转换、光—电转换、光—化学能转换和光—生物质能转换是太阳能利用的基本方式，它们都是把光能转换成其他形式的能量的过程。
生物质能
二甲醚（ Dimethyl Ether，缩写DME ）
DME (CH3OCH3)是目前世界上被普遍看好的压燃式发动机超 清洁燃料。它可以用作民用、车用和燃汽轮机燃料替代 LPG、柴油和天然气，其主要特点是: • 广泛的可获得性。可以由煤或天然气制得，从而可以利 用我国丰富的煤炭资源。 • 超清洁。研究结果表明，柴油机燃用二甲醚时可以实现 高的功率输出和热效率(与柴油机相当或略高)，低噪声 和无烟燃烧，其排放不采用复杂后处理装置即可达欧洲 III和美国ULEV标准，并有潜力达到欧洲IV排放标准。 • 生产DME的传统技术为二步法，即由合成气制成甲醇， 再将甲醇脱水制成DME,生产成本较高。目前已开发成 功生产DME的先进方法(一步法或整体一步法)，可大幅 度降低其生产成本(1100元/t左右)，此外若采用多联产技 术，二甲醚的成本可以更低。DME用作车用燃料由于沸 点低、粘度小，需要对整个燃油系统加压或采用共轨燃 油系统，此外应对柱塞偶件等进行减摩与耐磨处理或在 燃油中加润滑添加剂。
生物柴油
• 生物柴油是一种非化石的可再生能源，它作为柴油机的代 用燃料受到越来越多的关注。 • 目前已知的可作为内燃机使用的植物油有30多种。压燃式 发动机可以燃用纯生物油，也可使用植物油和柴油的混合 油(如20%的大豆渣油与柴油的混合油称为B20)。植物油 的十六烷值较高(40左右)，能量密度较高(约为柴油的90% 左右)，与石油系燃料互溶性好，不存在分层问题，含氧 8% —10%，可以降低碳烟/微粒排放。 • 目前世界上植物油产量相对石油来说还很少，今后随着其 产量的增大，用植物油取代柴油会越来越可行。此外，我 国餐饮业有大量的废油倒入下水道，由于粘度大，冬季时 易造成堵塞，如将废油收集后经适当处理转化为生物柴油， 会有较好的经济和社会效益。日本每年有近30万t餐饮废 油转化为生物柴油作为柴油机的代用燃料使用，我国也正 在开发生物柴油在压燃式发动机中的应用。