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設(shè)想將來日常生活中與化學有關(guān)的某方面問題會有怎樣的解決方式麻煩大家?guī)兔φ覀€這樣的論文,急用啊!!!

來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 10:58:20
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設(shè)想將來日常生活中與化學有關(guān)的某方面問題會有怎樣的解決方式麻煩大家?guī)兔φ覀€這樣的論文,急用啊!!!【專家解說】:基于燃料電池原理的新型太陽能強力蓄電池
隨著化石燃料消耗量的逐漸增大

【專家解說】:基于燃料電池原理的新型太陽能強力蓄電池 隨著化石燃料消耗量的逐漸增大及其儲存量的逐漸枯竭,以及對環(huán)境保護的日益重視,以石油,煤炭,天然氣為代表的一次能源將逐步被太陽能,風能,海洋能,生物質(zhì)能等清潔可再生能源所取代.太陽能是地球上能量的最終來源,既是一次能源,又是可再生能源.它資源豐富,既可免費使用,又無需運輸,對環(huán)境無任何污染.太陽每年到達地球表面的能總量相當于目前世界主要能源探明儲量的1萬倍,真可謂取之不盡.相對于日益枯竭的化石能源來說,太陽能似乎是未來社會能源的希望所在.加上太陽能的普遍性,清潔性和利用的經(jīng)濟性,太陽能很可能在未來世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換中擔當重任,成為理想的替代能源. 然而傳統(tǒng)的太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率卻并不令人滿意,大多都在20%左右.如果硅太陽能電池23%,多晶硅薄膜太陽能電池19%,非晶硅薄膜太陽能電池13%,多元化合物薄膜太陽能電池,24.2%,況且傳統(tǒng)的太陽能電池由于限于體積的大小,輸出的功率十分有限,根本不能滿足大功率的活動需要,況且太陽能電池在應(yīng)用時還會受到天氣情況的影響,在沒有陽光的時候或者夜里,這種太陽能電池也可以說是"巧婦難為無米之炊了"!然而當今世界研究的另一個熱門課題是利用氫能源制造燃料電池.目前,眾多國家和地區(qū)正在紛紛采取措施,發(fā)展本國的"氫經(jīng)濟",燃料電池又以他獨特的高效性和清潔性深深的吸引著人們的目光.燃料電池使用氣體燃料(如氫氣)和氧氣直接反應(yīng)產(chǎn)生電能,其獨特的高效率,低污染的性質(zhì)深深的吸引著人們的目光,是一種很有前途的能源利用方式.但傳統(tǒng)燃料電池使用氫為燃料,而氫既不易制取又難以儲存,導致燃料電池成本居高不下.` 于是,基于上述兩大熱門的課題,我們試想是否可以將兩種新能源有機的結(jié)合起來造出一種高效的太陽能燃料電池,來適應(yīng)未來世界對高效大功率持續(xù)清潔的能源的要求.我們的設(shè)想是:能過一種裝置,在白天有光的時候能夠自動地將電池內(nèi)的水電解,生成氫氣和氧氣,這一過程我們叫它充電過程.然后用專門的吸收裝置把氣體分別吸收儲存以備需要的是候使用.這一過程我們叫它吸收儲備過程.接下來就是使用了,當我們需要電能的時候,電池中儲存的氣體就可以按需要逸出,以燃料電池的形式為用戶供電并生成水,可以進入電池中循環(huán)利用.這一過程我們可以叫它供電過程. 由上述的幾個步驟中,我們就可以明顯地看出這種新型電池的巨大優(yōu)勢和強大的生命力了! 首先,在充電過程中,由于是采用了自動太陽能充電裝置,所以不需要人去經(jīng)營操縱,也不需像其它蓄電池一樣需要用電能為它充電,只要電池內(nèi)的電量沒有滿,即里面還有水,只要在有光線的地方,就可以對它進行自動充電,有了這樣一塊電池,我們就不用再為出門在外手機斷電,卻找不到充電的地方而發(fā)愁了.相當于擁有了一塊無需照顧的終身電池了. 其次,在吸收儲備過程中我們沒有采用傳統(tǒng)的高壓氣態(tài)存儲,低溫液氫存儲,因為這樣的設(shè)計對電池的外殼強度或者溫度要求特別高,而且還有爆炸的危險.對于這種電池的民用普及造成很大困難.而我們采用的是用儲氫材料存儲,設(shè)想用一種固體材料將氫氣或氧氣吸附,待使用時又可按需求供應(yīng),這類似于諾貝爾當年用硅藻土吸附烈性炸藥TNT一樣,這樣就可以解決傳統(tǒng)儲備過程中的易爆問題.據(jù)悉,這種技術(shù)的研究已經(jīng)取的很大進展.如GM(通用汽車)和它的合作伙伴,研究了一種金屬氫化物,在這種化合物中,氫被重量較輕的金屬元素所束縛.當加熱時,這些金屬氫化物粉末就分解,釋放出氫氣. 第三,在放電過程中,我們采用的是燃料電池式的放電.這樣的放電方式可以達到很高的效率,能夠在短時間內(nèi)得到我們所需要的電能.并能夠通過調(diào)節(jié)氣體的逸出來調(diào)節(jié)輸出電能的功率.它的環(huán)保式設(shè)計也是一大亮點,這種電池在使用后生成的是水,不會給環(huán)境帶到負擔,并且生成的水可以循環(huán)使用,在光照的情況下又可重新生成氫氣和氧氣.是一種綠色環(huán)保型電池. 第四,電池的材料廣泛,其核心部件是可循環(huán)使用的水,水在自然界可謂是"取之不盡,用之不竭"的能源.電池的容量也可以跟據(jù)不同的體積要求,改變水量就可以實現(xiàn),相當方便.并且由于氫氣和氧氣燃燒起來,單位質(zhì)量放出的能量本來就相當大,小體積就可以滿足大功率的要求.在使用過程中,如果出現(xiàn)意外泄露也不會造成危險,維修起來,只需向電池內(nèi)裝入水就可以了,相當省錢. 然而這種新型的電池的制造上來說還存在著相當大的難題,比如說在充電階段,太陽能電解水的過程一直都是困撓科學家們的一大難題.由于水中氫和氧結(jié)合非常牢固.要釋放出氫需要很高的能量,平常狀況下,光靠太陽能的一點點能量很難將其電解,科學家們一種新的思想給我們帶來了曙光:尋找合適的太陽光分解水催化劑,通過光合作用或模擬光合作用制氫是可行之道.是啊,如果能夠模擬植物的光合作用,通過適當?shù)拿傅淖饔脕韺崿F(xiàn)這一轉(zhuǎn)化,的確不失為一種好方法,我們期待能夠早日攻克這一難題.又如氫氣的儲存過程,雖然科學家們已經(jīng)提出了一些解決的方案,但畢竟都還僅僅停留在試驗研究階段,巨大的責任和沉重的擔子需要我們新一代的科學界接班人,用不懈的努力和奮斗去挑起.希望在未來的探索和研究中,能通過我們的努力,設(shè)計并制造出這種經(jīng)濟,環(huán)保,大功率的新型太陽能燃料電池,并將其應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各各領(lǐng)域,解決現(xiàn)在日益嚴重的廢舊電池污染問題和能源短缺問題.
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