中国新能源工业概述.pptx

新能源工业;一、能源的分类;一次能源：在自然界中可直接取得不必改变其基本形态的能源。 二次能源：由一次能源经过加工或转换成另一种形态的能源产品。 常规能源：即传统能源，已经大规模生产和广泛利用的能源。 新能源：以新技术为基础，系统开发的能源。;常见的能源;二、化石能源;;氢能的利用 ;氢气作为能源遇到的两个问题 ;;甲烷重整制氢: CH4 + H2O=3H2 + CO 这个反应是吸热反应，需要外部输入热量，反应温度大约700℃～850℃，反应压力为3×105 Pa～2.5 ×105Pa。;反应产物合成气被输入到下一级水气置换反应器 ，经过水气置换反应，将CO转化为H2，提高了氢的产量。 CO + H2O = H2 + CO2 重整制氢的能量转换效率可以达到75 %～80 %，经济有效，如果将余热回收利用，效率可达85%以上;部分氧化制氢是将碳氢化合物部分氧化生成CO和氢的工艺。 2CH4 + O2=4H2 +2CO 加入催化剂，系统转化效率会大大提高。反应产物合成气也和重整制氢一样，需要进行水气置换反应，以提高H2 的产量。最后再经过分离提纯，得到可以用于交通工具的燃料。由于这个生产过程中也有CO2的排放，所以也是通向环保制氢的过渡。 ;利用煤和生物质等气化制氢是将这些物质在高温下裂解成合成气后进行水气转换等过程，提高氢的成分，最后经过净化处理得到燃料氢。其中煤的气化制氢是目前广泛使用的制氢技术。;（2）电解水制氢工艺;用太阳能电池产生的电能电解水是制氢的一条具有十分诱人前景的途径。 人工光合作用的研究为太阳能制氢提供了另外一条途径。光合作用的核心是由太阳光驱动将水分子裂解为氧气、氢离子和电子。植物通过还原碳元素的形式将太阳能固定下来，能否不要将太阳能固定在碳元素中得到利用呢？人工光合作用将使这种想法成为可能，它完全抛弃了植物载体，只利用光合作用的原理，通过光裂解水分子，直接提取氢气。;氢气的储存 ;硼氢化合物 热分解制氢——NH3BH3、LiBH4等 水分解制氢——NaBH4（SBH）等 BN纳米结构材料 硼促进贮氢材料;硼氢化物;Prof. A. Zuttel, Switzerland Univ Fribourg 450℃ 左右可以获得13.5 wt% H2;强放热反应 可以获得13.6 wt% H2 ;120℃-300℃ 19.6 wt% H2 不足: NH3BH3制备成本偏高;B99N99;近年来，大量的研究集中在纳米碳管储氢方面，主要是人们认为纳米碳管的储氢容量高，理论上可达10%。;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。;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;（一）对太阳能的间接利用;（二）太阳辐射能的直接利用;1、对太阳能直接利用的形式;太阳能电池;;;太阳能电池;太阳能电池的发展方向;太阳能发电站 ;（2）对红外线的利用;太阳能热利用可分为：低温热利用、中温热利用和高温热利用。 低温热利用：地膜、塑料大棚 以及干燥器、蒸馏、供暖、太阳能热水系统 中温热利用：空调制冷、制盐以及 其它工业用热 高温热利用：聚焦形太阳灶、焊接机 和高温炉;（3）对紫外线的利用;;1、放射性废料的危害 核废料是指含有α、β和γ辐射的不稳定元素并伴随有热产生的无用材料，核废料进入环境后会造成水、大气、土壤的污染，并通过各种途径进入人体，当放射性辐射超过一定水平，就能杀死生物体的细胞，妨碍正常细胞分裂和再生，引起细胞内遗传信息的突变。;地球上有多少钚？;2、放射性核废料的处理 与核能相关的一个最困难的问题就是在开采、燃料生产以及反应堆的运行过程中产生的核废料的处理，如何处理这些废料可能将是最终核能使用的最大障碍。目前，核废料的处理有“天葬”、“水葬”和“火葬”三种方法。;核废料的存放;科学家的努力;（二）核聚变;;所有的原子核都带正电，两个带正电的原子核互相接近时，它们之间的库仑斥越来越大。所以实现聚变反应的条件是反应中的原子核必须具有很高的能量来克服静电斥力，使两核之间的距离进入核力力程。据测算这样的能量将使氘核的温度达到5.6×108k 。 ;我国第一座核电站——浙江秦山核电站于1991年建成发电。;浙江秦山核电站;广州大亚湾核电站。这是我国大陆第一座大型商用核电站;电池的分类： 电池按照其使用性质的不同可以分为干电池、蓄电池、储备电池和燃料电池等几大类。 ;原电池;蓄电池;锂电池;镍氢电池（高压镍氢电池）;燃料电池;氢氧燃料电池原理图;燃料电池的种类;;七、其它能源的应用;沼气的