太阳能生物质能和氢能的利用.

b. 用含糖类、淀粉(C6H10O5)n较多的农作物（如玉米、高粱）为 原料，制取乙醇。
（C6H10O5)n + nH2O 酶 nC6H12O6
发酵
C6H12O6
2C2H5OH+2CO2↑
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3. 热化学转换
复杂的化学反应
生物质
可燃性气体
生活垃圾中生物质能的利用
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三、氢能的开发与利用
“绿色能源”、“清洁能源”
①氢气燃烧放热（如液态氢作为火箭燃料）
②用高压氢气，氧气制作氢氧燃料电池 利用燃料电池，化学能转化为电能
电解，电能转化为化学能
H2O
燃烧，化学能转化为热能
H2+O2
使用催化剂，利用太阳能分解水
③利用氢的热核反应释放的核能（氢弹、核电）
太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费 使用，又无需运输，对环境无任何污染。
但太阳能也有两个主要缺点：
①能流密度低；
②强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。
这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。
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一、太阳能的利用
太阳能：地球上最基本的能源，以光和热的形成传送到地面。
25.7年
0.15
中东 6.1 × 1010 6.1 × 108
100年
0.1
请估算各地区石油可以使用多少年？
0.05
化石能源是不可再生能源，科学家估计使用
0
年限：石油 40年，天然气 61 年，煤碳 227年
3
能源危机给人类社会带来的影响是我们难以承受的，而且随着现 代的高速发展，人类对能源的需求量越来越大。因此，开发和利 用清洁，高效的新能源已成为人类共同关注的重大课题！
(b) 光—电直接转换 基本原理：利用光电效应，将太阳 辐射能直接转换为电能。 基本装置：太阳能电池
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一、太阳能的利用
3. 光→化学能转换
光
6CO2+6H2O 叶绿素
C6H12O6 (葡萄糖) + 6O2
白天
Na2SO4·10H2O 日==光=暴==晒= Na2SO4+10H2O
吸热
夜晚
Na2SO4+10H2O 气==温=下==降= Na2SO4·10H2O
太阳能的转化
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一、太阳能的利用
1. 大自然利用太阳能的最成功的途径 —— 植物的光合作用
①光能转化wenku.baidu.com化学能
光
6CO2+6H2O 叶绿素
C6H12O6 (葡萄糖) + 6O2
葡萄糖进而转化为淀粉、纤维素
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！！！
②化学能转化为热能
催化剂
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乙醇汽油有哪些优点吗？
乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙 醇调和而成。首先，乙醇汽油增加汽油中的含 氧量，使燃烧更充分，有效地降低了尾气中有 害物质的排放；第二，有效提高汽油的标号， 使发动机运行更平稳；第三，可有效消除火花 塞、气门、活塞顶部及排气管、消声器部位的 积炭，可以延长主要部件的使用寿命。
放热
太阳辐射能
2H2O ==催==化=剂=== 2H2↑+ O2↑
光解水
利用太阳能由水制得H2，是一种很有吸引力的途径。
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一、太阳能的利用
4. 光→生物质能转换
通过地球上众多植物的光合作用，将太阳 辐射能转化为生物质能。其本质也是光→ 化学能的转换。
原理: 光能→生物质能（化学能）
光
6CO2+6H2O 叶绿素
C6H12O6 (葡萄糖) + 6O2
催化剂
(C6H10O5)n+nH2O
nC6H12O6
C6H12O6(s)+6O2 (g)→ 6CO2 (g) +6H2O (l) △H= -2804kJ/mol
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二、生物质能的利用
生物质能：来源于植物及其加工产品贮存的能量。 包括农业的废弃物（如植物的秸杆、枝叶），水生植物，油料植 物，工业有机废物，动物粪便等。 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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世界能源的主要来源
0.4
石油
20世纪非洲，美洲，欧洲，中
0.35
天然气
东的石油储量和年平均消耗量
煤
石油储量/t 年平均消耗量/t 使用年限
0.3
水力
非洲 9.5×109
2.2 × 108
43年
0.25
核能 其他
美洲 1.8 × 1010 8.0 × 108
22.5年
0.2
欧洲 3.6 × 1010 1.4 × 108
生物质能的利用方式： 1. 直接燃烧 （C6H10O5)n +6n O2 点燃 6n CO2 +5n H2O 缺点：生物质燃烧过程的生物质能的净转化效率在20~40％之间。
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二、生物质能的利用
2. 生物化学转换 a. 利用植物的秸杆、枝叶、杂草等制取沼气
沼气：主要成分是CH4，还含有少量CO2、H2S、NH3、PH3
太阳能
氢能
生物质能
风能
潮汐能
地热能
核能
海洋能
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在新能源中，太阳能，生物质能，氢能和风能，海洋能，地热能等
都是可再生能源。
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1.73 ×1017W ，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。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和 生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃 料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的 太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则 限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
(C6H10O5)n+nH2O
nC6H12O6
C6H12O6(s)+6O2 (g)→ 6CO2 (g) +6H2O (l) △H= -2804kJ/mol
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一、太阳能的利用
2. 人类直接利用太阳能的方式： (1) 光→热转换
太阳能热水器
塑料大棚
太阳灶
太阳炉
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一、太阳能的利用
2. 光→电转换 (a) 光—热—电转换方式 基本原理：利用太阳辐射能发电 由太阳能集热器发电，太阳能集热 器吸收的热能使水转化为水蒸气， 再驱动汽轮机发电。
1. 氢能的特点：来源广、热值高、无污染。 2. 氢能的产生和贮存方式
①以天然气，石油和煤为原料，在高温下与水蒸气反应
②电解水制氢气，缺点：消耗大量的电能，成本高
③利用太阳能（优良的催化剂）分解水制氢气
④利用蓝藻等低等植物和微生物在阳光作用下释放氢气
⑤贮存运输：贮氢金属 LaNi5+3H2=LaNi5H6 3. 氢能的利用途径