化学能源

汽油性能的表征——辛烷值
辛烷值是汽油抗暴性能的间接量度 提高汽油辛烷值的方法： 1.提高异辛烷的含量—铂铼重整 2.加少量的四乙基铅[Pb(C2H5)2]
无铅汽油与无铅抗爆剂
目前，取代四乙基铅的物质主要有：芳香烃 类、甲基叔丁基醚[MTBE，CH3O(CH3)3]、 三乙基丁醚、三戊基甲醚、羰基锰（MMT） 、醇类等，其中以MTBE用量最大。
无铅汽油不等于无害汽油
（二）太阳辐射能的直接利用
与其他能源相比，太阳能具有独特的 优点： （1）它没有一般煤炭、石油等矿物 燃料产生的有害气体和废渣，因而不 污染环境，被称作“干净能源”。 （2）到处都可以得到太阳能，使用 方便、安全。 （3）成本低廉，可以再生。
1、对太阳能直接利用的形式
（1）对可见光的利用 主要的利用途径是光电转换，即把太阳能 直接转换成电能。这是人们目前对太阳能 利用的主要方式之一。太阳能电池就属于 这种转换方式。传统的太阳能电池利用太 阳光中高达九成以上的可见光。
太阳能电池
太阳能电池主要以半导体材料为基础，利用光照 产生电子空穴对，在PN结上可以产生光电流、光 电压的现象（光伏效应），实现光电转换。硅是 最合适最理想的太阳能电池材料。
轨道舱
推进舱 通讯舱
附加舱
太阳能电池
太阳能电池
按照所用材料的不同： 硅太阳能电池(单晶硅、多晶硅、非晶硅）
（光电转化效率高，成本高，制备工艺复杂！） 以无机盐如砷化镓、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材
料的电池 （镉：剧毒。铟、硒：稀有元素） 功能高分子材料制备的大阳能电池 （处于研发初期、转化效率低、使用寿命短） 染料敏化纳米晶体太阳能电池
（正在研发）
无机太阳能电池
工作原理
半导体中可以利用各种势垒如pn结、肖特基势垒、异质结 等形成光伏效应。
当太阳能电池受到阳光照射时，光与半导体相互作用可以 产生光生载流子，所产生的电子-空穴对靠半导体内形成的 势垒分开到两极，正负电荷分别被上下电极收集。由电荷 聚集所形成的电流通过金属导线流向电负载。
太阳能即太阳辐射能，它是太阳内部连 续不断的核聚变反应过程产生的能量。
太阳光谱图
地球轨道上的平均太阳辐射强度 为1367kw/m2。地球赤道的周 长为40000km，从而可计算出， 地球获得的能量可达 172,500TW。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。
目前人类所能够使用的能源形式
大庆油田
从1960年至2002年累计生产原油17多亿吨。 27年稳产在5000万吨/年以上。
1997年最高产量为5600万吨/年 2002年为5013万吨/年 2003年计划产量4830万吨/年 进入递减开采期。
——化工报2003-1-18-1
据美国石油业协会估计，在2050年 之前，世界经济的发展将越来越多地 依赖煤炭。其后在2250到2500年之 间，煤炭也将消耗殆尽，矿物燃料供 应枯竭。一些工业发达国家的天然气 也将在2020年被用完；而发展中国 家在2060年也将会发生天然气短缺。
煤炭直接液化:
煤炭 煤粉 油煤浆 加氢裂化 液体油品
煤炭间接液化:
煤炭、氧气、水蒸气
H2和CO的混合气体
石油的形成
石油是远古时代沉积在海底湖泊中的动植 物的遗体，在海洋条件作用下经过千百万 年的漫长转化过程而生成。
水中生物的遗骸下沉而埋没于地下
因地热或地压等作用变成石油 石油大多集中在沙岩之类孔隙较多的岩石层中
百度文库
染料敏化太阳能电池的结构
染料敏化纳米晶体太阳能电池（DSSCs)主要包括 镀有透明导电膜的玻璃基底、染料敏化剂、多孔纳 米晶薄膜、对电极以及电解质等几部分。
1998年，采用固体有机空穴传输材料替代液体电解质的全固态 Gratzel电池研制成功，其单色光电转换效率达到33%，从而引 起了全世界的关注。
目前，DSSCs的光电转化效率已能稳定在10％以上，寿命能达15～ 20年，且其制造成本仅为硅太阳能电池的1/5～1/10.
染料敏化太阳能电池的优点
✓制成透明的产品，应用范围广 ✓在各种光照条件下使用； ✓光的利用效率高； ✓对光阴影不敏感； ✓可在很宽温度范围内正常工作……
太阳能能量流向示意图
（一）对太阳能的间接利用
（1）通过光合作用的形式利用太阳能
太阳能的间接利用
煤炭——当代工业的粮食 石油——当代工业的血液 天然气——最清洁的化学能源 可燃冰——未来的新能源 生物质能——前景广阔的绿色能源
煤炭的结构
煤炭液化
煤炭液化是指以煤炭为原料，通过化学 加工过程，生产油品和石油化工产品。
染料敏化纳米晶体太阳能电池
1991年※，Grätzel M.于《Nature》上发表了关于染料敏化纳米 晶体太阳能电池（ Dye Sensitized Solar Cells，简称DSSCs ）的文 章以较低的成本得到了>7%的光电转化效率， 为利用太阳能提供 了一条新的途径.
1997年，该电池的光电转换效率达到了10%~11%，短路电流达 到18mA/cm2,开路电压达到720mV；
2006年8月12日
目前全世界使用的能源90% 取自化石燃料，即 煤炭、石油和天然气，它们经历了上亿年的时 间才得以生成，因此是不可在生能源。
从探明的储量分析，现在地球上的煤炭、石油 和天然气的总储量分别为：
石 油：1万亿桶
天然气：120万亿立方米
煤 炭：1万亿吨
按照全世界对化石燃料的消耗速度计算，这些能源可供 人类使用的时间大约还有：
美国《科学美国人》杂志在1971年7月刊刊登 的“地球的能量资源”一文中提供了如下数据， 到达地球的太阳辐射能的主要几条去路：
1
直接反射
52000×109kJ/s
2
以热能形式离开地 球
81000×109 kJ/s
3
水循环
40000×109 kJ/s
4
大气循环
370×109 kJ/s
5
光合作用
40×109 kJ/s
储量有限的化石燃料
我国一次能源消费总量从1978年的5.3 亿吨标准煤，上升到2002年的14.3亿吨 标煤。在2004年，我国石油消费量达3 亿吨，其中进口1亿吨，估计到2020年， 我国石油消费量要达4.5亿吨，其中进口 量要达2.7亿吨，到2050年，我国石油 消费量要达6亿吨，其中进口量要达4亿 吨，相当于目前美国的石油进口量。