一种新型能源转换与利用模式
波浪动力发电技术的研究与应用
波浪动力发电技术的研究与应用波浪动力是一种新型的可再生能源，可以通过波浪动力发电技术进行转换。
波浪动力发电技术是一种利用波浪动力产生电能的技术，它的工作原理是通过振动波浪发电机，将波浪动力转换为电力。
波浪动力发电技术在可再生能源领域中具有良好的发展前景，本文将从以下几个方面介绍波浪动力发电技术的研究与应用。
一、波浪动力发电技术的研究进展波浪动力发电技术在全球范围内已经得到广泛应用，不断取得了一系列的研究进展。
其中，振动波浪式发电机是一种常见的波浪动力发电技术，它是利用海浪运动振荡发电机，通过转动转子产生电能。
振动波浪式发电机具有体积小，结构简单，维护方便等优点。
此外，震荡水柱式发电机也是波浪动力发电技术的一种重要形式，它通过水柱振动产生电能。
独立式波浪能发电机是另一种发电方式，它可以利用海面风浪、洋流等波动形式收集能量，并将其转化为电能。
二、波浪动力发电技术的应用现状波浪动力发电技术在欧洲、美洲、亚洲等地已经得到广泛应用。
其中，欧洲地区是波浪能发电技术发展最为成熟的地区，目前主要应用于北海和爱尔兰海，其发电量已经达到了数百万千瓦时。
亚洲地区的波浪动力发电技术主要集中在日本、韩国等海域，目前通过波浪能发电的占比不高，但是在各国政策倡导下，未来的发展前景广阔。
三、波浪动力发电技术面临的挑战虽然波浪动力发电技术在可再生能源领域具有较好的前景，但是它面临着一系列的挑战。
其中，最大的问题是海洋环境下设备的耐腐蚀性和可靠性。
在海洋环境下，设备需要能够抵抗恶劣的海洋环境，具有很高的耐腐蚀能力和稳定性。
其次，波浪动力发电技术的成本也是制约其发展的一个因素。
目前波浪动力发电技术的成本较高，需要大量的投资和维护费用。
虽然政府制定了多种补贴政策，但是仍需要不断降低其成本，以促进其应用发展。
四、未来波浪动力发电技术的发展趋势未来，波浪动力发电技术将更加智能化、高效化和智能化。
随着技术的不断成熟，波浪动力发电技术的成本将不断降低，同时其产量也将不断提高。
新型燃料的生产和应用
新型燃料的生产和应用随着全球能源问题的日益严峻，新型燃料的生产和应用趋势逐渐成为研究的热点与趋势。
本文将围绕新型燃料的生产和应用进行深入探讨。
一、新型燃料的定义和种类新型燃料，是指相比传统化石能源更为环保、更具可持续性和更高效率的燃料。
它可以来自各种来源，可以在不同的领域和行业中应用，如能源、交通、生产、建筑等。
目前已经涌现出许多种类的新型燃料。
例如，生物燃料、太阳能、风能、地热能等可再生能源就是新型燃料中的典型代表。
此外，氢能、核能、气化煤等也是备受关注的新型燃料。
二、新型燃料生产技术如何高效地生产新型燃料也是研究的热点和难点。
在此，将介绍几种新型燃料生产技术。
1. 生物质燃料生产技术生物质燃料是指从各种植物、废弃物、农业废料等可再生资源中制造的燃料。
生物质燃料生产技术主要包括生物质发酵和生物质气化两种方法。
生物质发酵，指通过微生物作用将生物质中的碳水化合物转化为乙醇或生物甲烷等可燃气体。
而生物质气化，则是将生物质放入高温高压的反应器中，通过化学反应产生合成气，再进一步转化为可用的燃气。
2. 氢能生产技术氢能作为一种清洁、高效的新型燃料，其生产技术备受关注。
目前，氢能生产技术主要有以下几种：电解法：应用直流电进行水电解反应，将水分解为氢气和氧气。
蒸汽重整法：蒸汽和天然气混合反应，产生氢气和二氧化碳。
微生物法：利用微生物将生物质或工业污水中的可降解物质转化为氢气和二氧化碳。
3. 太阳能电池板制备技术太阳能电池板是利用光电效应将太阳光转换为电能的设备，也是将太阳能转化为电能的最常见方式之一。
太阳能电池板制备技术主要分为单晶硅、多晶硅和非晶硅三种方法。
单晶硅和多晶硅制备技术比较繁琐，成本也较高。
而非晶硅制备技术相对简单，成本也较为低廉，目前在太阳能电池板制备技术中占据着重要地位。
三、新型燃料的应用新型燃料的应用领域非常广泛，其中最为重要的领域是能源和交通领域。
1. 能源领域相比传统化石燃料，新型燃料更加环保，并能够有效减少二氧化碳等温室气体的排放。
能源的转换与利用
第二章能源的转换与利用第一节能量转换的基本原理1 概述从热力学的角度看，能量是物质运动的度量，运动是物质的存在的方式，因此一切物质都有能量。
2 能量守恒与转换定律能量守恒和转换定律指出：“自然界的一切物质都具有能量；能量既不能创造，也不能消灭，而只能从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体；在能量转换与传递过程中，能量的总量恒定不变。
”热力学第一定律：能量守恒系统的内能=系统吸收的热量+对系统做功3 热力学第一定律任何处于平衡态的热力学系统都有一个状态参数U（内能）。
系统从一个平衡态变化到另一个平衡态时，内能等于系统吸收的热量和系统对外做功之和。
4 能量贬值原理自然界进行的能量转换过程是有方向性的。
不需要外界帮助就能自动进行的过程称为自发过程，反之为非自发过程。
自发过程都有一定的方向。
能量不仅有量的多少，还有质的高低。
热力学第一定律只说明了能量在量上要守恒，并没有说明能量在“质”方面的高低。
水总是从高处向低处流动气体总是从高压向低压膨胀热量总是从高温物体向低温物体传递热量传递有方向性4 热力学第二定律的克劳修斯说法不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。
为了将热量从冷态输送到热态，您需要一个装置，例如热泵或冰箱，持续做功。
5 热力学第二定律的开尔文–普朗克说法不可能从单一热源吸取热量使之完全转变成功而不产生其他影响。
热力学第二定律的实质就是能量贬值原理。
热力学第二定律深刻地指明了能量转换过程的方向、条件与限度。
6 能量转换的效率根据能量贬值原理，不是每一种能量都可以连续地、完全地转换为任何一种其他形式的能量。
各种不同形式的能量，按其转换能力可分为三大类：（1）无限转换能（全部转换能），如电能、机械能、水能、风能、燃料储存的化学能等；（2）有限转换能（部分转换能），如热能、流动体系的总能；（3）非转换能（废能）。
在能量利用中热效率和经济性是非常重要的两个指标。
由于存在着耗散作用、不可逆过程以与可用能损失，在能量转换和传递过程中，各种热力循环、热力设备和能量利用装置的效率都不可能达到100%。
能源工程行业的能源转换与能源管理资料
能源工程行业的能源转换与能源管理资料能源工程是指利用科学技术和工程原理对各种能源进行转换、传输和利用的一种综合性工程领域。
在当今社会的可持续发展背景下，能源转换和能源管理变得尤为重要。
本文将探讨能源工程行业中的能源转换技术以及有效的能源管理方法。
一、能源转换技术能源转换技术是将不同形式的能源转化为可供使用的能源形式的工艺和设备。
下面介绍几种常见的能源转换技术：1. 热能转电能技术：热能转电能技术是指将燃煤、燃油、天然气等燃料的热能转化为电能的过程。
传统的燃煤发电厂、燃油发电厂和燃气发电厂都采用了这种技术。
随着科技的进步，新型的热能转电能技术如太阳能光热发电和地热发电也逐渐兴起。
2. 光能转电能技术：光能转电能技术是指将太阳能光能转化为电能的技术。
目前最常见的应用就是太阳能电池板，将太阳光直接转化为直流电。
另外，还有太阳能聚光发电和光伏-光热联合发电技术等。
3. 风能转电能技术：风能转电能技术是指利用风能通过风力发电机将机械能转化为电能的过程。
通过调整风力发电机的叶片角度和叶片数量，可以提高转换效率。
风能转电能技术在一些地区被广泛应用于发电。
4. 生物质能转电能技术：生物质能转电能技术是指利用生物质作为燃料转化为电能的技术。
生物质能源可以是农作物秸秆、林业废弃物以及城市生活垃圾等。
通过生物质燃烧或生物质气化，可以获得热能，再将热能转化为电能。
5. 核能转电能技术：核能转电能技术是指利用核燃料的裂变反应产生的热能转化为电能的技术。
核电站是最常见的应用，核燃料在反应堆中进行裂变，产生高温高压的蒸汽，蒸汽驱动汽轮机发电。
二、能源管理方法能源管理是指对能源进行科学合理的规划、组织、控制和协调，以提高能源利用效率、降低能源消耗和减少环境污染。
以下介绍几种常见的能源管理方法：1. 能源审计：能源审计是对企事业单位能源使用情况进行全面、客观、准确评价和分析的过程。
通过能源审计，可以发现能源浪费的地方，并提出相应的改进方案。
生物技术在能源生产与利用中的应用
生物技术在能源生产与利用中的应用生物技术作为一种创新的科学技术手段，已经在能源生产与利用领域发挥了重要的作用。
通过运用生物技术，人类能够更有效地利用生物资源，实现能源的可持续发展。
本文将探讨生物技术在能源生产与利用中的应用，并分析其中的优势和挑战。
一、生物技术在生物质能源生产中的应用生物质能源是指通过利用生物质作为原料来生产的能源，包括生物质燃料、生物质发电和生物质液体燃料等。
在生物质能源生产中，生物技术可以通过以下方面的应用提高能源的产量和质量。
首先，生物技术可以通过选育高产生物质能源植物来提高能源的产量。
通过基因工程技术，科学家们可以改良植物的基因，使其具有更快的生长速度、更高的产量和更好的抗性。
例如，利用转基因技术，科学家们成功地改良了水稻的基因，使其产量大幅度提高，从而增加了生物质能源的供应。
其次，生物技术可以通过生物质转化为生物燃料来提高能源的利用效率。
生物质转化为生物燃料的方法包括生物质发酵和生物质气化等。
生物质发酵是利用微生物的代谢活性将生物质转化为乙醇等液体燃料；生物质气化是利用高温和催化剂将生物质转化为可燃气体，如合成气和甲烷等。
这些生物质转化技术可以将废弃物转化为有价值的能源，大大提高了能源的利用效率。
二、生物技术在生物能源利用中的应用生物能源利用是指利用生物能源进行能量转换和利用，包括生物质能源利用、生物能源电池和生物能源转化等。
在生物能源利用中，生物技术可以发挥以下作用。
首先，生物技术可以通过生物能源电池将生物能源转化为电能。
生物能源电池是利用微生物代谢产生的电流来产生电能的设备。
通过优化微生物菌种选择、改良电极材料和优化电极结构等手段，可以提高生物能源电池的能量输出效率。
这种生物能源转化的方式不仅可以使废弃物得到有效利用，还能为电力供应提供一种可持续的新型能源。
其次，生物技术可以通过微生物发酵将生物能源转化为生物化学品。
微生物发酵是利用特定的微生物将有机废弃物转化为燃料、化工原料和生物塑料等产品的过程。
能源转换与储存机制解析
能源转换与储存机制解析能源是人类社会发展和生活的基础，但传统的能源资源面临着日益严重的短缺问题，同时由于化石能源的使用对环境造成的污染也日益引起关注。
因此，寻找新能源转换和储存机制成为了当今社会亟待解决的问题。
本文将对能源转换与储存机制进行解析，以期推动绿色能源和可持续发展的实现。
能源转换机制是指将一种形态的能源转化为另一种形态的过程。
目前常见的能源转换机制主要包括燃料电池、太阳能光伏发电和风力发电等。
燃料电池是一种将化学能转换为电能的装置，其工作原理是通过氧化还原反应将燃料的化学能转换成电能，同时产生的废物为水和二氧化碳，较为环保。
太阳能光伏发电则是利用光电效应将太阳能直接转化为电能，通过光伏电池组成的光伏阵列将太阳能转换为电能。
而风力发电则是利用风能将其转换为机械能，再经过发电机转化为电能。
储能机制是指将能源转换后的电能或机械能保存起来，以备不时之需。
储能机制有助于平衡能源供需之间的差异，使能源的利用更具可持续性。
常见的储能方式主要有电池储能、压缩空气储能和储热储能。
电池储存是将电能以化学形式存储在电池中，如锂离子电池和铅酸电池等，在需要时通过电池将储存的电能释放出来。
压缩空气储能是将电能转换为压缩空气储存起来，在需要时通过逆转过程将储存的压缩空气释放，驱动发电机发电。
储热储能则是将电能或机械能转换成热能，储存在热媒中，在需要时通过释放热能的方式推动发电机产生电能。
除了这些传统的能源转换和储存机制外，一些新型的能源转换和储存技术也正在逐渐发展和应用。
比如人们近年来广泛关注的氢能源。
氢能源是一种清洁、高效的能源形式。
通过电解水的方法，可以将电能转化为氢气，而后续再利用燃料电池将氢气转化为电能，实现能源的转换和储存。
氢能源具有能量密度高、可以远程储存和快速补给等优势，有望成为未来能源转换和储存的重要手段。
除了研究新型的能源转换和储存技术，加强能源管理也是推动能源转换和储存机制发展的重要环节。
政府应加强对能源政策的制定和实施，鼓励投资者加大对于新能源转换和储存技术的投入，推动技术的创新和应用。
分布式光伏系统发言稿
分布式光伏系统发言稿尊敬的领导、各位嘉宾、女士们，先生们：大家下午好！我是今天的演讲者，我很荣幸能够站在这里向大家介绍有关分布式光伏系统的相关内容。
分布式光伏系统是一种新型的能源发电模式，它利用太阳能光伏电池板将太阳能转化为电能，并通过输配电网进行能源的分布和供应。
分布式光伏系统具有一系列优势，既环保又经济，可以为社会带来巨大的效益。
首先，我想向大家简单介绍一下分布式光伏系统的基本原理。
分布式光伏系统由太阳光电板、逆变器、电池组、变压器以及与现有配电网相连接等组成。
太阳光电板通过吸收太阳光转化为直流电能，逆变器将直流电能转换成为交流电能，电池组用于储存多余的电能，变压器则在光伏系统与配电网之间进行电能转换。
通过这样的结构框架，分布式光伏系统可以将电能以可靠、高效的形式供应给用户并实现自给自足。
分布式光伏系统具有多种优势。
首先，它是一种清洁、可再生的能源形式。
与传统的化石能源相比，光伏电池板直接利用太阳能进行发电，不产生任何污染物，并且太阳能是可再生的资源，不会因为使用而耗尽。
其次，分布式光伏系统具有分布式发电的特点。
它可以利用各个用户自身的用电需求来发电，并且将多余的电能存储在电池组中，以备不时之需。
这样既能够降低用电者的能源成本，又能够实现对电网的积极贡献。
再次，分布式光伏系统能够有效提高能源利用率。
太阳能资源是广泛分布的，可以在各种环境条件下进行布局，并且可以根据用户用电需求灵活调整光伏电池板的数量和布局，最大限度地发挥太阳能的发电潜力。
分布式光伏系统在实践中已经获得了广泛的应用。
首先是在光伏电站方面，分布式光伏系统可以利用空旷的土地或屋顶进行建设，收集太阳能进行发电，形成一个独立的清洁能源发电厂。
通过合理的设计和规划，可以将多个分布式光伏系统有机连接在一起，形成大规模的光伏电站，为城市和工业区域提供稳定的电力供应。
另外，分布式光伏系统还可以广泛应用于家庭、公共建筑、商业设施等小规模场所。
在这些地方，可以利用太阳能满足一部分用电需求，降低用电成本，减少对电网供电的依赖。
化学方程式与质量守恒定律 选择题精选(原卷版)
化学方程式与质量守恒定律选择题精选一、选择题1.全球能源生产正向“氢能经济”转型，以可再生生物资源(如纤维素)等为原料生产氢气已成为能源研究的重点。
如图是某新型能源转换与利用模式示意图。
某有机物水相重整制取氢气分两步进行反应，其中第一步反应可表示为：C x H y O z→CO+H2(未配平)，则x：z的值为( )A.1：2B.1：1C.2：1D.任意比2.下列关于化学反应“X2+3Y2═2Z”的叙述中错误的是( )①Z的化学式为XY3②若mgX2和ngY2恰好完全反应，则生成(m+n)gZ③若X2和Y2的相对分子质量分别为M和N，则Z的相对分子质量为(M+N)④若agX2完全反应生成bgZ，则同时消耗(a﹣b)gY2。
A.①②B.①③C.②④D.③④3..小宇探究某种有机化合物的组成，他取该物质3.2g在足量的氧气里充分燃烧，生成8.8g二氧化碳和7.2g水.则该有机物中( )A.一定含有碳、氢两种元素，可能含有氧元素B.一定含碳、氢、氧三种元素C.一定只含有碳、氢两种元素，不含氧元素D.无法确定4.铜锈主要成分是Cu2(OH)2CO3。
加热分解的化学方程式为：Cu2(OH)2CO3＝2X+H2O+CO2↑，其中X的化学式是( )A.CuB.CuOC.Cu(OH)2D.CuCO35.关于化学方程式CH4+2O2CO2+2H2O的描述正确的是( )A.甲烷加氧气在点燃条件下，反应生成二氧化碳和水B.1个甲烷和2个氧气在点燃条件下，生成1个二氧化碳和2个水C.1个CH4分子和2个O2分子在点燃条件下，生成1个CO2分子和2个H2O分子D.1gCH4和2gO2在点燃条件下，生成1gCO2和2gH2O6.一定质量的甲烷在不充足的氧气中燃烧,甲烷完全反应,生成物只有CO、CO2和H2O,且总质量为20.8g,其中H2O的质量为10.8g,则CO2的质量为( )A.5.6gB.8.8gC.4.4gD.4.8g7.下列四个反应的生成物都是C，如果C的化学式为A2B5，则该反应的化学方程式为( )A.2AB2+B2═2CB.3AB2+B2═2CC.4AB2+B2═2CD.AB2+4B2═2C8.mgKClO3与zgMnO2混合共热，完全反应后留下残留物ng，则生成气体的质量为( )A.(m﹣n)gB.(m﹣z﹣n)gC.(m+z﹣n)gD.(n﹣z)g9.根据化学方程式不能获得的信息是( )A.化学反应的快慢B.该反应中的反应物和生成物量)( )14.根据质量守恒定律，6克镁和6克氧气反应生成氧化镁的质量为( )依次为28、32、44、18,则它们之间所发生反应的化学方程式为( ) A.A+B C+DB.A+2B2C+DC.A+3B C+2DD.A+3B 2C+2D19.催化剂在化学反应前后：①质量变少；②质量不变；③化学性质改变；④化学性质不变；⑤能加快反应速度；⑥若用双氧水制氧气时忘了添加二氧化锰，则会使氧气的产量减少；⑦二氧化锰可以作为各种化学反应的催化剂。
能源行业智能化能源存储与转换方案
能源行业智能化能源存储与转换方案第一章智能化能源存储与转换概述 (2)1.1 智能化能源存储与转换的定义 (2)1.2 智能化能源存储与转换的重要性 (2)1.2.1 促进能源结构优化 (2)1.2.2 提高能源利用效率 (3)1.2.3 保障能源安全 (3)1.2.4 降低能源成本 (3)1.3 智能化能源存储与转换的发展趋势 (3)1.3.1 技术创新 (3)1.3.2 产业融合 (3)1.3.3 政策支持 (3)1.3.4 市场需求 (3)第二章智能化能源存储技术 (3)2.1 电池储能技术 (3)2.2 飞轮储能技术 (4)2.3 液流电池储能技术 (4)2.4 超级电容器储能技术 (4)第三章智能化能源转换技术 (4)3.1 光伏发电技术 (4)3.2 风力发电技术 (5)3.3 燃料电池技术 (5)3.4 其他可再生能源转换技术 (5)第四章智能化能源存储与转换系统集成 (6)4.1 系统集成的设计原则 (6)4.2 系统集成的主要组件 (6)4.3 系统集成的优化方法 (7)4.4 系统集成的案例分析 (7)第五章智能化能源管理平台 (7)5.1 能源管理平台的功能 (8)5.2 能源管理平台的设计与实现 (8)5.3 能源管理平台的关键技术 (8)5.4 能源管理平台的实际应用 (9)第六章智能化能源存储与转换的安全问题 (9)6.1 安全风险分析 (9)6.2 安全防护措施 (10)6.3 安全监管与评价 (10)6.4 安全案例分析 (10)第七章智能化能源存储与转换的政策法规 (11)7.1 国际政策法规概述 (11)7.1.1 国际能源政策法规背景 (11)7.1.2 主要国家政策法规 (11)7.1.3 国际组织政策法规 (11)7.2 国内政策法规概述 (12)7.2.1 国内能源政策法规背景 (12)7.2.2 政策法规体系 (12)7.3 政策法规对行业的影响 (12)7.3.1 促进技术创新 (12)7.3.2 优化产业布局 (12)7.3.3 提高市场竞争力 (12)7.4 政策法规的实施与监管 (12)第八章智能化能源存储与转换的市场前景 (13)8.1 市场规模与增长趋势 (13)8.2 市场竞争格局 (13)8.3 市场机遇与挑战 (13)8.3.1 市场机遇 (13)8.3.2 市场挑战 (13)8.4 市场发展预测 (13)第九章智能化能源存储与转换的产业发展 (14)9.1 产业链分析 (14)9.2 产业技术创新 (14)9.3 产业政策与规划 (14)9.4 产业国际合作 (14)第十章智能化能源存储与转换的未来展望 (14)10.1 技术发展趋势 (14)10.2 产业发展方向 (15)10.3 社会与经济效益 (15)10.4 智能化能源存储与转换的挑战与机遇 (15)第一章智能化能源存储与转换概述1.1 智能化能源存储与转换的定义智能化能源存储与转换是指在能源存储与转换过程中，利用现代信息技术、人工智能、大数据、物联网等先进技术，对能源系统的运行状态进行实时监测、分析、预测和优化控制，以提高能源利用效率、保障能源安全、降低能源成本的一种新型能源技术。
新型有机太阳能电池的研究与应用
新型有机太阳能电池的研究与应用随着能源需求的不断增长，传统的化石燃料已经越来越不足以支撑人类社会的发展。
因此，寻找可再生能源已经成为了人类社会的一项重要任务。
在这其中，太阳能能够被广泛利用，而新型有机太阳能电池则是应用较为广泛的一种太阳能集成技术，本文将对新型有机太阳能电池的研究与应用进行探讨。
一、有机太阳能电池的基本原理有机太阳能电池（Organic solar cell，OSC）是一种利用有机半导体材料将太阳能转化为电能的器件。
其基本原理与传统沿用至今的硅能够利用太阳能转化为电能的PV电池有所不同。
有机太阳能电池的成功建立基于拓扑有序聚合物的发展。
利用一种名为聚合物刀片-热熔胶的方法，先把高分子溶液铺在一块石墨的表面上，然后将热熔胶平坦地涂覆在聚合物涂层之上。
通过先在平面上切割出需要的几何形状，然后将这个平面在另一个石墨上进行转移，这样高能量的电荷就会在受光的表面上产生。
二、有机太阳能电池的主要组成部分有机太阳能电池主要由电子受体和电子给予体组成。
电子给予体和电子受体之间的界面形成了高能电子。
当太阳光轰击在这个区域的时候，电子被激发成为了高能电子，其在材料内部能自由移动。
这样，电子向外流动，就会形成电子流。
电子受体一般为聚合物，唯一的功能就是接受电子。
而电子给予体，比较常见的是含有碳和氢的化学化合物。
三、有机太阳能电池的应用前景有机太阳能电池主要应用在小型充电器、柔性电子纸、车顶太阳能板等小型的充电场景，同时其具有轻型化、薄型化的特殊性，因此被广泛应用于室内家居、户内应急照明、户外野营等情境。
然而，要实现正式出厂生产，电池的工艺还需要不断改进，颜色的改变可能也会带来改变，但这一领域的前景非常广阔。
四、有机太阳能电池的前景和发展方向有机太阳能电池这一领域还有很多发展的潜力，如提高电池功率和转换效率，扩大应用范围等等。
在研究人员不断的努力下，太阳能电池不断有所进步。
该领域研究的主要发展方向有：1.改善电池材料的稳定性，防止它们在太阳光下失效。
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知识介绍
2010年，第6
期
下，生物柴油的发展道路必定会越来越宽广。
参考文献：
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一种新型能源转换与利用模式
江旭峰
（湖州市第二中学,浙江湖州313000）
摘要：本文以美国威斯康星大学提出的葡萄糖水相重整制氢反应为切入点，介绍了一种新型的能源转换与利用
模式：太阳能→生物质能→氢能→电能。植物通过光合作用存储的生物质能，可转化为清洁、高效的氢能，用
于具有高能量转换效率的氢氧燃料电池
。所设计的整个能源转换模式中，二氧化碳零排放，与当前国家大力提
倡的低碳经济相吻合。
关键词：太阳能；生物质能；水相重整制氢；氢氧燃料电池
文章编号：1005－6629(2010)06－0057－02中图分类号：TM615文献标识码：
E
1生物质衍生物水相重整制氢反应的提出在全球能源生产向“氢能经济”转型的发展趋势下，以可再生生物资源（生物质、生物质衍生物以及生物质废弃物）为原料，生产氢气代替日益枯竭的化石能源，是一个巨大而又十分有意义的挑战。而诸如酶分解糖类、蒸汽重整等制氢过程，获得的氢气量小，同时反应过程复杂。近年来，美国威斯康星大学[1]提出了一种新型的能量利用模式，即使用生物质衍生物作为反应原料，通过水相重整反应(Aqueous-phaseReforming)制备高纯度的氢气，用于氢氧燃料电池。用于重整制氢反应的生物质衍生物为具有C:O为1:1的含氧碳氢化合物（如乙二醇、丙三醇、山梨醇和葡萄糖），其水相重整制氢反应的反应方程式如下：CnH2mOn=nCO+mH2CO+H2O=CO2+H2因此，含氧碳氢化合物水相重整制氢总反应式如下：CnH2mOn＋nH2O=nCO2+(n+m)H2含氧碳氢化合物水相重整反应在Pt或者Ni催化剂作用下，反应温度约500K，压力为2.58~3.0MPa
条件下进行。其反应温度要远低于烷烃的水蒸
气重整反应温度（约900K），由于免去了水和含氧
碳氢化合物原料的汽化步骤，可以节省大量的能
源。采用该反应系统制氢不会增加温室气体的含
量，因为生成的CO2气体又可被植物生长过程中的
光合作用所消耗，从物质大循环角度来讲，并没有
增加CO2净含量。
2太阳能→生物质能→氢能→
电能间的转换
本文以生物质衍生物水相重整制氢反应为基
础，提出一种新型能源转换与利用模式：太阳能
→
生物质能→氢能→电能，其过程可以用图1来表示。
下面就太阳能、生物质能、氢能以及电能之间
、、、、、、、、、、、、、、、1
CO<100 ppm
hv
COÁCOÁCO
Á
Pt
KOH
Pt
57
化学教学
2010年，第6
期
的转换，从化学反应和能量变化角度做详细介绍。（1）太阳能转变为生物质能威斯康星大学提出的以生物质衍生物———葡萄糖为原料的新型制氢反应中，反应原料葡萄糖来源于自然界的植物纤维素或淀粉，如玉米、秸秆、树叶、青草等自然界普遍存在的生物质，来源广、价格低廉。这种生物质能来源于太阳能，据估计，地球上每年通过光合作用存储的太阳能相当于全球年能耗的10倍左右[2]。在太阳光作用下，植物通过叶绿素光合作用吸收二氧化碳产生氧气，同时转化为葡萄糖，再生成淀粉、纤维素，反应如下式所示：6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2该过程中，植物通过光合作用将光能→ATP中不稳定的化学能→有机物中稳定的化学能，即生物质能。（2）生物质能转变为氢能水相重整制氢反应的原料葡萄糖，可以通过植物中的纤维素或淀粉的酸水解反应得到[3]，反应如下式所示：(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6葡萄糖通过水相重整制氢，其核心思想是把可再生的生物质能转化为氢能，其反应如下式所示：C6H12O6+6H2O→6CO2+12H2↑目前，工业上使用的氢气主要来源于煤、天然气或石油的水蒸气重整反应(约占70%)，但煤、天然气和石油等能源是不可再生的，若干年后就将用完；并且以煤、石油作为原料会产生大量的NOx、SOx以及温室气体污染。因此，寻求新型的可再生制氢原料及其制氢方法，成为新能源研究的热点。就目前的制氢方式来说，通过太阳光催化分解水制氢，由于光催化剂效率低，限制了该方法的使用。另外，通过电解水来制氢，由于能耗太高，仅当电能过剩时才可能用于制氢，所以，目前仅有10%左右的氢气来自该方法。（3）氢能转变为电能水相重整反应制得的氢气，是一种清洁、高效、无污染的新能源，可以用于氢氧燃料电池，作为汽车的动力。并且，由水相重整反应得到的氢气
中，CO含量低于100ppm，因此，不会对铂电极产
生毒害作用，可直接用于氢氧燃料电池。
氢氧燃料电池是以氢气为燃料，氧气为氧化剂
的燃料电池，其能量转换效率可高达
60～70%
[4]
。
可把氢能转化为电能。氢气、氧气分别在多孔金属
电极(Pt)上发生氧化、还原反应。
电池反应为：
2H
2+O2→2H2
O
在正极上，氧气通过多孔的电极材料被催化还
原：
O2+2H2O+4e-→4OH
-
在负极上，氢气通过多孔的电极材料被催化氧
化：
2H2+4OH-→4H2O+4e
-
氢氧燃料电池工作中，产生的水不断从电池内
排出。
3
总结与展望
本文介绍的新型能源转换与利用模式：太阳
能→生物质能→氢能→电能。植物通过光合作用存
储生物质能，生物质纤维素经水解制备葡萄糖，葡
萄糖经过水相重整反应可转化为清洁、高效的氢
能。由于该反应制得的氢气纯度高、CO含量小于
100ppm
，可直接用于具有高能量转换效率的氢氧
燃料电池。在整个新型能源转换模式中，由葡萄糖
水相重整反应产生的二氧化碳，可在下一次植物光
合作用中全部消耗掉，并又得到水相重整反应的原
料：植物纤维素或淀粉。因此，该过程可以理解为
二氧化碳零排放，这一新型能源转换模式与当前国
家大力提倡的低碳经济相吻合。
参考文献：
[1]CortrightRD,DavdaRR,DumesicJA.?Hydrogenfromcatalyt-
icreformingofbiomass-derivedhydrocarbonsinliquidwater[J].NA-
TURE.2002,418(6901):964～967.
[2]王祖浩，等.普通高中课程标准实验教科书·化学（化学2
）
[M]，江苏教育出版社，2007，10.
[3]王祖浩，等.
普通高中课程标准实验教科书·化学（有机化学
基础）[M]，江苏教育出版社，2008，
6.
[4]大连理工大学无机化学教研室.无机化学（第五版）[M]
，高等
教育出版社，2009，
5.
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