化学能源与环境问题PPT

地热能

新能源的探索——地热能 随着世界经济的不断发展和科学技术的不断进步，全球对能源的需求 也日趋增大，因此 发展一种可再生的能源是迫切而必要的。能源消耗给我们带来经济发展的同时， 也带来了更多的污染和健康问题。除此之外，经济全球化进程的加剧，能源供应国际化所面临的 地域控制威胁也在加剧。所以说探索一种清洁、经济的可再生能源是可持续发展的唯一道路。 当今正在被人们研究开发的新能源包括太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能、核能、水能和 海洋能等。新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量 大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要 意义。同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。而地热能 作其中最廉价的能源在世界范围内已经有了一定的发展。 地热能是来自地球深处的可再生热能。 它来源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地 壳后，把热量从地下深处带至近表层。地热能发电电价不但在替代能源中最低廉，而且其技术研 发成本也最便宜。 地热资源是开发利用地热能的物质基础。世界上地热资源最丰富的国家是冰 岛。它得天独厚，既有冰川林立，又有火山绵延。据统计，境内火山多达200余座，其中活火山 就有30多座，平均每5年就有一次火山喷发。地热资源丰富，有热田800余处，是世界上热田最多 的国家之一，开发出的地热保证了全国55%的能源供应。若将全部地热能用来发电，每年的发电 可突破800亿千瓦时。 冰岛位于北美和欧亚构造板块的边界地带，在地质年代上是比较年轻的国 家，两个板块每年以2cm的速度飘离，是地球上能在海平面以上看到山脉漂流的很少的几个地方 之一。特殊的地质构造造就了冰岛地下热流滚滚，成为世界上地热资源最丰富的国家。冰岛对地 热温度的分类指标与其他国家有所不同，冰岛将热流处在地下1000米左右、温度低于150℃的地 区定为低温地区;超过地下1000米、温度高于200℃的地区属于高温区。在冰岛，全国的供暖和热 水几乎全部是由地热解决的。以首都雷克雅未克地区为例，就有地热井50余眼。该地区早在1928 年便开始修建地热供热系统，现有自动化到目前为止，冰岛的“高温热田（地下热能的温度为 200℃至300℃）”仅开发10%左右。“低温热田”的温度低于100℃，广泛应用于房屋取暖、养 鱼和温室种植等。在冰岛，这类热田得到了普遍的开发。地热虽为可再生的绿色能源，但其可再 生性仍有限度。为此，冰岛相继出台了多部法律，对地热资源勘探、开发及利用等各个环节做出 明确规定，以确保地热开发不对环境造成损害，并实现地热资源的可持续发展。热力站10个，供 热管道400多公里，地热供热普及率100%。
太阳能
太阳能是一种重要的洁净无污染新能源, 将太阳能转化为电能和热 能, 对未来社会可持续发展具有重要意义, 太阳能电池就是实现光 电转换的一种电子学。目前深入研究和应用的太阳能电池材料主 要是单晶硅、多晶硅和非晶硅系列。但是硅材料, 尤其是高纯硅 的制作工艺复杂、成本高, 极大限制了其大规模民用化的进程。 故此, 改进材料制备及器件制作技术以降低电池成本、设计合成 各种新材料、提高光电能量转换效率成为目前太阳能电池领域研 究的重要内容。新型有机半导体材料, 如C60、卟啉、酞菁、五 并苯、二萘嵌苯等有机分子及其衍生物以及化学修饰的PPV、聚 噻吩等有机聚合物, 具有合成成本低、制作工艺简单等优点, 是目 前太阳能电池材料的研究热点。
关于各种环境问题

煤炭的开发利用对环境的不利影 、石油和天然气勘探开采和加工 响。煤炭在开采过程中会造成矿 利用对环境的不利影响。油田勘 山生态环境的破坏, 威胁生物栖 探开采过程中的井喷事故、采油 息环境。主要包括对地表的破坏、 废水、钻井废水、洗井废水、处 引起岩层的移动、矿井酸性排水、 理人工注水产生的污水的排放。 气田开采过程中产生的地层水,含 煤矸石堆积、煤层甲烷排放等。 煤炭消费过程中产生大量二氧化 有硫、卤素以及锂、钾、溴、铯 硫、二氧化碳 、氮氧化物、一氧 等元素,其主要危害是使土壤盐渍 化碳、烟尘和汞等污染物,是造成 化。油气田开采过程中的硫化氢 排放、炼油废水、废气(含二氧化 大气污染和酸雨的主要原因。煤 炭消费过程也排放温室气体,造成 硫、硫化氢、氮氧化物、烃类、 全球性环境问题。 一氧化碳和颗粒物)、废渣、催化 剂、吸附剂反应后产物的排放。 海上采油影响海洋生态系统,石油 因井喷、漏油、海上采油平台倾 覆、油轮事故和战争破坏等原因 泄入海洋对海洋生态系统产生严 重影响
来，来，继续环境问题
水电开发对环境的不利影响。水 核能开发利用对环境的影响。核 电是一种相对清洁的能源，但其 能对环境的影响主要来自两个阶 对生态环境仍有多方面的不利影 段，核燃料生产和辐射后燃料的 响。主要表现在截流造成污染物 质扩散能力减弱、水体自净能力 处理。由于人类无论何时何地都 受影响、淹没土地。泥沙淤积会 处于各种来源的天然放射性辐射 使上游河道截面缩小、河床抬高、 之中,通常燃料生产过程的放射性 下游河岸被冲刷引起河道变化、 污染较轻，一般不构成严重危害。 改变地下水的流量和方向、使下 游地下水位升高、造成土壤盐碱 但它毕竟对人体有害,故仍须予以 化，甚至形成沼泽。导致环境卫 充分注意。人们最常关注的核能 生条件恶化而引起疾病流行。建 对环境的影响实际上是核事故问 设过程采挖石料和填土、破坏自 然环境、泄洪道变流装置的安装 题。如切尔诺贝利核事故。 造成对鱼类等水生生物的破坏、 截流阻断鱼类洄游等会改变河流 水深、水温、流速及库区小气候， 对库区水生和陆生生物产生不利 影响。可能会诱发地震、小水电 站还会向生物圈排放一些温室气 体，特别是由于水库中生物质的 腐烂而产生的甲烷等等。

多谢大家收看本期节目《化学能 源与环境问题》，希望大家看完后， 用心去保护地球， 用身体去呵护地球， 用自己的爱去珍惜地球。


本期节目结束

荆轲刺秦王
化学能源与环境问题
世界上化学能源很多，关于环境问题很重要， 所以我们要为此说说这些问题！
制作人: Fra Baidu bibliotek谢观赏
燃料电池

燃料电池是将储存于燃料中的化学能转化为电能的一种装置, 是 人类所知最早的电能转化技术之一; 由于经济、材料等原因, 燃料 电池的发展落后于蒸汽机和内燃机。近年来, 全球环境保护意识 的增强, 极大地促进了燃料电池的发展。根据使用的电解质, 燃料 电池有碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸 盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜 燃料电池( PEMFC)、直接甲醇燃料电池（DMFC）等 。 燃料电 池所共有的特点是：第一，提供能量过程都发生在电极电解质界 面上；第二，电子、离子的运输都是分开的；第三，都是由和电 解质接触的两个电极构成；第四，对电极和电解质中关于离子和 电子传导的要求是相同或相近的。 燃料电池与传统的电化学电 池相比，也有其不同的地方。第一，能量存储和转换位置不同： 传统电池是封闭体系，传统电池的正负极是电荷转移的介质，正 负极本身就是电活性物质，而燃料电池是敞开体系，燃料设在电 池外面，能量转换在电池内部。第二，能量和功率密度不同：燃 料电池功率密度小，能量密度高，而传统电化学电池功率密度和 能量密度都比较适中。