化學(xué)論文，怎么寫(xiě)？

【專(zhuān)家解說(shuō)】：課題是什么？ 論文題目是什么？ 氫能源 一．氫能源簡(jiǎn)介 作為現(xiàn)有主要燃料的汽油和柴油，生產(chǎn)它們幾乎完全依靠化石燃料。隨著化石燃料耗量的日益增加，其儲(chǔ)量日益減少，終有一天這些資源將要枯竭，這就迫切需要尋找一種不依賴(lài)化石燃料的、儲(chǔ)量豐富的新的含能體能源。氫能正是一種在常規(guī)能源危機(jī)的出現(xiàn)、在開(kāi)發(fā)新的能源的同時(shí)人們期待的新的能源。 氫位于元素周期表之首，它的原子序數(shù)為1，在常溫常壓下為氣態(tài)，在超低溫高壓下又可成為液態(tài)。作為能源，氫有以下特點(diǎn)： 1.所有元素中，氫重量最輕。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，它的密度為0.0899g/L；在-252.7℃時(shí)，可成為液體，若將壓力增大到數(shù)百個(gè)大氣壓，液氫就可變?yōu)楣虘B(tài)氫。 2.所有氣體中，氫氣的導(dǎo)熱性最好，比大多數(shù)氣體的導(dǎo)熱系數(shù)高出10倍，因此在能源工業(yè)中氫是極好的傳熱載體。 3.氫是自然界存在最普遍的元素，據(jù)估計(jì)它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75％，除空氣中含有氫氣外，它主要以化合物的形態(tài)貯存于水中，而水是地球上最廣泛的物質(zhì)。據(jù)推算，如把海水中的氫全部提取出來(lái)，它所產(chǎn)生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大90O0倍。 4.除核燃料外氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，為142.351kJ/kg，是汽油發(fā)熱值的3倍。 5.氫燃燒性能好，點(diǎn)燃快，與空氣混合時(shí)有廣泛的可燃范圍，而且燃點(diǎn)高，燃燒速度快。 6.氫本身無(wú)毒，與其他燃料相比氫燃燒時(shí)最清潔，除生成水和少量氮化氫外不會(huì)產(chǎn)生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔铩U化物和粉塵顆粒等對(duì)環(huán)境有害的污染物質(zhì)，少量的氮化氫經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理也不會(huì)污染環(huán)境，而且燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫，反復(fù)循環(huán)使用。 7.氫能利用形式多，既可以通過(guò)燃燒產(chǎn)生熱能，在熱力發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生機(jī)械功，又可以作為能源材料用于燃料電池，或轉(zhuǎn)換成固態(tài)氫用作結(jié)構(gòu)材料。用氫代替煤和石油，不需對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)裝備作重大的改造，現(xiàn)在的內(nèi)燃機(jī)稍加改裝即可使用。 8.氫可以以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)的金屬氫化物出現(xiàn)，能適應(yīng)貯運(yùn)及各種應(yīng)用環(huán)境的不同要求。 由以上特點(diǎn)可以看出氫是一種理想的新的能源。目前液氫已廣泛用作航天動(dòng)力的燃料，但氫能的大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用還有待解決以下關(guān)鍵問(wèn)題： 1.廉價(jià)的制氫技術(shù)。因?yàn)闅涫且环N二次能源，它的制取不但需要消耗大量的能量，而且目前制氫效率很低，因此尋求大規(guī)模的廉價(jià)的制氫技術(shù)是各國(guó)科學(xué)家共同關(guān)心的問(wèn)題。 2.安全可靠的貯氫和輸氫方法。由于氫易氣化、著火、爆炸，因此如何妥善解決氫能的貯存和運(yùn)輸問(wèn)題也就成為開(kāi)發(fā)氫能的關(guān)鍵。 許多科學(xué)家認(rèn)為，氫能在二十一世紀(jì)有可能在世界能源舞臺(tái)上成為一種舉足輕重的能源。氫能是一種二次能源，因?yàn)樗峭ㄟ^(guò)一定的方法利用其它能源制取的，而不象煤、石油和天然氣等可以直接從地下開(kāi)采。在自然界中，氫已和氧結(jié)合成水，必須用熱分解或電分解的方法把氫從水中分離出來(lái)。如果用煤、石油和天然氣等燃燒所產(chǎn)生的熱或所轉(zhuǎn)換成的電分解水制氫，那顯然是劃不來(lái)的?，F(xiàn)在看來(lái)，高效率的制氫的基本途徑，是利用太陽(yáng)能。如果能用太陽(yáng)能來(lái)制氫，那就等于把無(wú)窮無(wú)盡的、分散的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成了高度集中的干凈能源了，其意義十分重大。目前利用太陽(yáng)能分解水制氫的方法有太陽(yáng)能熱分解水制氫、太陽(yáng)能發(fā)電電解水制氫、陽(yáng)光催化光解水制氫、太陽(yáng)能生物制氫等等。利用太陽(yáng)能制氫有重大的現(xiàn)實(shí)意義，但這卻是一個(gè)十分困難的研究課題，有大量的理論問(wèn)題和工程技術(shù)問(wèn)題要解決，然而世界各國(guó)都十分重視，投入不少的人力、財(cái)力、物力，并且業(yè)已取得了多方面的進(jìn)展。因此在以后，以太陽(yáng)能制得的氫能，將成為人類(lèi)普遍使用的一種優(yōu)質(zhì)、干凈的燃料。 二.氫的應(yīng)用及展望 早在第二次世界大戰(zhàn)期間，氫即用作A—2火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的液體推進(jìn)劑。196O年液氫首次用作航天動(dòng)力燃料。1970年美國(guó)發(fā)射的“阿波羅”登月飛船使用的起飛火箭也是用液氫作燃料。現(xiàn)在氫已是火箭領(lǐng)域的常用燃料了。對(duì)現(xiàn)代航天飛機(jī)而言，減輕燃料自重，增加有效載荷變得更為重要。氫的能量密度很高，是普通汽油的3倍，這意味著燃料的自重可減輕2／3，這對(duì)航天飛機(jī)無(wú)疑是極為有利的。今天 的航天飛機(jī)以氫作為發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑，以純氧作為氧化劑，液氫就裝在外部推進(jìn)劑桶內(nèi)，構(gòu)成燃料電池。每次發(fā)射需用H21450m3，重約100t。反應(yīng)方程式如下：(以氫氧化鈉為電解質(zhì)) 負(fù)極：2H2-2e-+2OH-＝2H2O 正極：O2+4e-+2H2O＝4OH- 總反應(yīng)方程式：2H2＋O2＝2H2O 現(xiàn)在科學(xué)家們正在研究一種“固態(tài)氫”的宇宙飛船。固態(tài)氫既作為飛船的結(jié)構(gòu)材料，又作為飛船的動(dòng)力燃料。在飛行期間，飛船上所有的非重要零件都可以轉(zhuǎn)作能源而“消耗掉”。這樣飛船在宇宙中就能飛行更長(zhǎng)的時(shí)間。 戴姆勒·奔馳公司的燃?xì)淦?chē)在超聲速飛機(jī)和遠(yuǎn)程洲際客機(jī)上以氫作動(dòng)力燃料的研究已進(jìn)行多年，目前已進(jìn)入樣機(jī)試飛階段。在交通運(yùn)輸方面，美、德、法、日等汽車(chē)大國(guó)早已推出以氫作燃料的示范汽車(chē)，并進(jìn)行了幾十萬(wàn)公里的道路試驗(yàn)。其中美、德、法等國(guó)是采用氫化金屬貯氫，而日本則采用液氫。試驗(yàn)證明，以氫作燃料的汽車(chē)在經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性和安全性三方面均有良好的前景，但目前仍存在貯氫密度小和成本高兩大障礙。前者使汽車(chē)連續(xù)行駛的路程受限制，后者主要是由于液氫供應(yīng)系統(tǒng)費(fèi)用過(guò)高造成的。美國(guó)和加拿大已聯(lián)手合作擬在鐵路機(jī)車(chē)上采用液氫作燃料。在進(jìn)一步取得研究成果后，從加拿大西部到東部的大陸鐵路上將奔馳著燃用液氫和液氧的機(jī)車(chē)。 氫不但是一種優(yōu)質(zhì)燃料，還是石油、化工、化肥和冶金工業(yè)中的重要原料和物料。石油和其他化石燃料的精煉需要?dú)?，如烴的增氫、煤的氣化、重油的精煉等；化工中制氨、制甲醇也需要?dú)?。氫還用來(lái)還原鐵礦石。用氫制成燃料電池可直接發(fā)電。采用燃料電池和氫氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，其能量轉(zhuǎn)換效率將遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的火電廠。隨著制 氫技術(shù)的進(jìn)步和貯氫手段的完善，氫能將在21世紀(jì)的能源舞臺(tái)上大展風(fēng)采。 白色污染變?nèi)加? 城市周?chē)逊e如山的塑料垃圾和交通沿線滿(mǎn)地飄飛的塑料食品袋完全可以被回收冶煉為汽油、柴油，北京市夢(mèng)藍(lán)固體廢棄物再生利用公司經(jīng)過(guò)八年多的研究和中試，成功解決了廢棄塑料油化技術(shù)中焦化、排渣、溫控等關(guān)鍵問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出自已的工藝系統(tǒng)和成套設(shè)備。國(guó)家石油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對(duì)該公司送審的樣品進(jìn)行了嚴(yán)格檢測(cè)并認(rèn)定其符合國(guó)家對(duì)車(chē)用燃油的標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)。有關(guān)專(zhuān)家建議盡快組織推廣應(yīng)用，以緩解白色污染給人類(lèi)帶來(lái)的環(huán)境危機(jī)。 目前，廢棄塑料的治理渠道，國(guó)內(nèi)外多年普遍采取填埋和焚燒方式。但研究表明，廢棄塑料在填埋后200多年才能分解完畢，且分解過(guò)程中會(huì)溶出有毒物質(zhì)，易產(chǎn)生對(duì)土質(zhì)的破壞；焚燒方式會(huì)使有害氣體釋放到空中，影響大氣環(huán)境及周邊環(huán)境。北京市夢(mèng)藍(lán)固體廢棄物再生利用技術(shù)有限公司認(rèn)為把廢棄塑料經(jīng)催化裂解制為燃料，才是物質(zhì)重新循環(huán)同時(shí)也能避免二次污染的重要途徑，代表著廢棄塑料的處理方向。實(shí)踐證明，采用該項(xiàng)技術(shù)設(shè)備在連續(xù)生產(chǎn)的情況下，日處理廢棄塑料能力強(qiáng)、汽柴油轉(zhuǎn)化率高，符合車(chē)用燃油的標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)。 可燃冰——人類(lèi)能源的新希望 可燃冰的學(xué)名為“天然氣水合物”，是天然氣在0℃和30個(gè)大氣壓的作用下結(jié)晶而成的“冰塊”?！氨鶋K”里甲烷占80%99.9%未來(lái)能源”。 1立方米可燃冰可轉(zhuǎn)化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水?？茖W(xué)家估計(jì)，海底可燃冰分布的范圍約4000萬(wàn)平方公里，占海洋總面積的10%，海底可燃冰的儲(chǔ)量夠人類(lèi)使用1000年。 隨著研究和勘測(cè)調(diào)查的深入，世界海洋中發(fā)現(xiàn)的可燃冰逐漸增加，1993年海底發(fā)現(xiàn)57處，2001年增加到88處。據(jù)探查估算，美國(guó)東南海岸外的布萊克海嶺，可燃冰資源量多達(dá)180億噸，可滿(mǎn)足美國(guó)105年的天然氣消耗；日本海及其周?chē)扇急Y源可供日本使用100年以上。 據(jù)專(zhuān)家估計(jì)，全世界石油總儲(chǔ)量在2700億噸到6500億噸之間。按照目前的消耗速度，再有50－60年，全世界的石油資源將消耗殆盡。可燃冰的發(fā)現(xiàn)，讓陷入能源危機(jī)的人類(lèi)看到新希望。 重大戰(zhàn)略意義下的聯(lián)手勘測(cè) 今年6月2日，26名中德科學(xué)家從香港登上德國(guó)科學(xué)考察船“太陽(yáng)號(hào)”，開(kāi)始了對(duì)南海42天的綜合地質(zhì)考察。通過(guò)海底電視觀測(cè)和海底電視監(jiān)測(cè)抓斗取樣，首次發(fā)現(xiàn)了面積約430平方公里的巨型碳酸鹽巖。 中德科學(xué)家一致建議，將該自生碳酸鹽巖區(qū)中最典型的一個(gè)構(gòu)造體命名為“九龍甲烷礁”。其中“龍”字代表了中國(guó)，“九”代表了多個(gè)研究團(tuán)體的合作。同位素測(cè)年分析表明，“九龍甲烷礁”區(qū)域的碳酸鹽結(jié)殼最早形成于大約4.5萬(wàn)年前，至今仍在釋放甲烷氣體。 中方首席科學(xué)家、廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局總工程師黃永樣對(duì)此極為興奮，他說(shuō)，探測(cè)證據(jù)表明：僅南海北部的可燃冰儲(chǔ)量，就已達(dá)到我國(guó)陸上石油總量的一半左右；此外，在西沙海槽已初步圈出可燃冰分布面積5242平方公里，其資源估算達(dá)4.1萬(wàn)億立方米。 我國(guó)從1993年起成為純石油進(jìn)口國(guó)，預(yù)計(jì)到2010年，石油凈進(jìn)口量將增至約1億噸，2020年將增至2億噸左右。因此，查清可燃冰家底及開(kāi)發(fā)可燃冰資源，對(duì)我國(guó)的后續(xù)能源供應(yīng)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，戰(zhàn)略意義重大。 黃永樣介紹，在未來(lái)十年，我國(guó)將投入8.1億元對(duì)這項(xiàng)新能源的資源量進(jìn)行勘測(cè)，有望到2008年前后摸清可燃冰家底，2015年進(jìn)行可燃冰試開(kāi)采。 戰(zhàn)略性與危險(xiǎn)性共同打造的“雙刃劍” 迄今，世界上至少有30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)在進(jìn)行可燃冰的研究與調(diào)查勘探。 1960年，前蘇聯(lián)在西伯利亞發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)可燃冰氣藏，并于1969年投入開(kāi)發(fā)，采氣14年，總采氣50.17億立方米。 美國(guó)于1969年開(kāi)始實(shí)施可燃冰調(diào)查。1998年，把可燃冰作為國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略能源列入國(guó)家級(jí)長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃，計(jì)劃到2015年進(jìn)行商業(yè)性試開(kāi)采。 日本關(guān)注可燃冰是在1992年，目前，已基本完成周邊海域的可燃冰調(diào)查與評(píng)價(jià)，鉆探了7口探井，圈定了12塊礦集區(qū)，并成功取得可燃冰樣本。它的目標(biāo)是在2010年進(jìn)行商業(yè)性試開(kāi)采。 但人類(lèi)要開(kāi)采埋藏于深海的可燃冰，尚面臨著許多新問(wèn)題。有學(xué)者認(rèn)為，在導(dǎo)致全球氣候變暖方面，甲烷所起的作用比二氧化碳要大1020倍。而可燃冰礦藏哪怕受到最小的破壞，都足以導(dǎo)致甲烷氣體的大量泄漏。另外，陸緣海邊的可燃冰開(kāi)采起來(lái)十分困難，一旦出了井噴事故，就會(huì)造成海嘯、海底滑坡、海水毒化等災(zāi)害。 由此可見(jiàn)，可燃冰在作為未來(lái)新能源的同時(shí)，也是一種危險(xiǎn)的能源。可燃冰的開(kāi)發(fā)利用就像一柄“雙刃劍”，需要小心對(duì)待。 新聞背景 羌塘盆地可能富藏可燃冰 我國(guó)凍土專(zhuān)家在對(duì)青藏高原進(jìn)行多年研究后認(rèn)為,青藏高原羌塘盆地多年凍土區(qū)具備形成天然氣水合物的溫度和壓力條件,可能蘊(yùn)藏著大量可燃冰。 據(jù)中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所研究員吳青柏介紹,青藏高原是中緯度最年輕、最高大的高原凍土區(qū),石炭、二疊和第三、第四系沉積深厚,河湖海相沉積中有機(jī)質(zhì)含量高。第四系伴隨高原強(qiáng)烈隆升,遭受廣泛的冰川——冰緣作用,冰蓋壓力使下伏沉積物中天然氣水合物穩(wěn)定性增強(qiáng),尤其是羌塘盆地和甜水海盆地,完全有可能具備可燃冰穩(wěn)定存在的條件。 可燃冰又稱(chēng)天然氣水合物,是固態(tài)的天然氣,廣泛存在于地球上,其儲(chǔ)量預(yù)計(jì)是常規(guī)儲(chǔ)量的2.6倍。它還是一種清潔的能源,燃燒幾乎不會(huì)產(chǎn)生有害的污染物質(zhì)。這使得這種有望成為新世紀(jì)能源新貴的物質(zhì)的開(kāi)采利用正緊鑼密鼓地展開(kāi)。 我國(guó)是世界上多年凍土分布面積第三大國(guó),約占世界多年凍土面積的10%,其中青藏高原多年凍土區(qū)面積占世界多年凍土面積的7%。中國(guó)科學(xué)院蘭州冰川凍土研究所在20世紀(jì)60年代和70年代,分別在祁連山海拔4000米的多年凍土區(qū)和青藏高原海拔4700米的五道梁多年凍土區(qū)鉆探發(fā)現(xiàn)類(lèi)似天然氣水合物顯示的大量征兆和現(xiàn)象。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)武漢和中南石油局第五物探大隊(duì)在藏北高原羌塘盆地開(kāi)展的大規(guī)模地球物理勘探成果表明繼塔里木盆地后,西藏地區(qū)很有可能成為我國(guó)21世紀(jì)第二個(gè)石油資源戰(zhàn)略接替區(qū)。 吳青柏說(shuō),目前,他們正在開(kāi)展尋找可燃冰的計(jì)劃,大量在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)做的前期工作已經(jīng)開(kāi)始。此后,他們將分三步研究在羌塘盆地尋找天然氣水合物,如確實(shí)存在,則研究其分布規(guī)律和基本性質(zhì);估算儲(chǔ)量和研究開(kāi)發(fā)前景;研究開(kāi)采工藝和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題?！暗@是一個(gè)非常長(zhǎng)的階段,至少要10多年時(shí)間?！薄耙坏┱业竭@些可燃冰,將對(duì)我國(guó)宏觀能源戰(zhàn)略決策、開(kāi)拓新學(xué)科領(lǐng)域和保持人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展均有重要理論意義和廣闊的應(yīng)用前景?！?/div>