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設(shè)想將來日常生活中與化學(xué)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 13:51:22
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設(shè)想將來日常生活中與化學(xué)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(qiáng)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(qiáng)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(hù)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(fēng)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(fèi)使用,又無需運(yùn)輸,對環(huán)境無任何污染.太陽每年到達(dá)地球表面的能總量相當(dāng)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(jì)性,太陽能很可能在未來世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換中擔(dān)當(dāng)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(dāng)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(jì)",燃料電池又以他獨(dú)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(dú)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(dǎo)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(jī)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(dāng)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(jìn)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(qiáng)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(jìn)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(jī)斷電,卻找不到充電的地方而發(fā)愁了.相當(dāng)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?yàn)檫@樣的設(shè)計對電池的外殼強(qiáng)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(dāng)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(jìn)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(dāng)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(dá)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(diǎn),這種電池在使用后生成的是水,不會給環(huán)境帶到負(fù)擔(dān),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(shí)現(xiàn),相當(dāng)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(dāng)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(dāng)省錢. 然而這種新型的電池的制造上來說還存在著相當(dāng)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(xué)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(diǎn)點(diǎn)能量很難將其電解,科學(xué)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(dāng)?shù)拿傅淖饔脕韺?shí)現(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(xué)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(yàn)研究階段,巨大的責(zé)任和沉重的擔(dān)子需要我們新一代的科學(xué)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(jì),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(yán)重的廢舊電池污染問題和能源短缺問題.
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