資源簡介

(共21張PPT)
9.2 能源的綜合利用
課時2 清潔能源的開發利用
1.了解太陽能、氫能的優越性及目前使用時存在的一些困難。
2.知道幾種常見的電池，認識電池是一種將化學能轉化為電能的裝置。
我國首臺自動跟蹤太陽能高效發電站已在泉城濟南省科技館門前安裝完成。該發電站由山東一家公司研制開發，主要采用自行研制的光源跟蹤器，自動跟隨陽光進行太陽能光伏發電，大大提高了發電量。
太陽能的利用途徑有哪些？目前使用太陽能還存在哪些困難呢？
1. 太陽能
一、清潔能源的開發利用
直接利用太陽輻射能的主要方式：光——熱轉換
溫室
太陽能熱水器
原理：利用太陽輻射能加熱物體而獲得熱能。
優點：技術成熟，轉換效率高，運行成本低等。
直接利用太陽輻射能的主要方式：光——電轉換
原理：把太陽能直接轉換成電能。
太陽能電池
2. 生物質能
太陽能經過光合作用以有機物質的形式固定下來的能源。
生物質能的應用有不同的形式，可以將生物質作為燃料燃燒，也可以借助化學方法將生物質轉化為沼氣、乙醇等，作為燃料使用。
乙醇
俗稱：酒精
C2H6O
無色透明、有特殊香味的液體
易揮發，易溶于水
能與水以任意比互溶
物理性質
化學性質
具有可燃性
C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O
點燃
3.氫能
氫氣是一種可燃性氣體,它在氧氣中完全燃燒放出的熱量多(是等質量甲烷完全燃燒放出熱量的2倍多);水可以作為制取氫氣的原料(可分解水制取氫氣),資源不受限制;氫氣的燃燒產物是水,不會污染環境。因而,氫能被人們看作是理想的“綠色能源”。
交流討論：
1.我們已學過幾種制取氫氣的原理如鋅等活潑金屬與稀硫酸反應制取氫氣，電解水制取氫氣等。請寫出上述制取氫氣反應的化學方程式。
鋅與稀硫酸反應制取氫氣的化學方程式為：
Zn + S = ZnS +↑
電解水制取氫氣的化學方程式為：
2O 2↑ + ↑
通電
交流討論：
2.用電解方法可以使水分解為氫氣和氧氣，但要消耗大量的電能。科學家致力于研究用其他方法由水制取氫氣。試說明利用太陽能獲得氫氣的優點。
① 清潔環保：太陽能是一種清潔能源，使用過程中不會產生污染物，制取的氫氣燃燒后也只生成水，對環境友好。
②可再生：太陽能取之不盡、用之不竭，不會面臨資源枯竭的問題。
③降低成本：相比電解水消耗大量電能，利用太陽能可以減少對傳統能源的依賴，降低制取氫氣的成本。
④可持續發展：有助于推動能源結構的優化和可持續發展，減少對有限化石能源的依賴。
2010年上海世博會就已使用氫燃料電池汽車作為觀光車輛。
2016年,我國首條氫能源城市公交車示范線路在廣東佛山開通。
2017年10月，世界首列使用氫燃料電池的有軌電車在河北唐山投人運營。2020年,我國的氫能無人機飛行續航時間刷新世界紀錄。
使用氫燃料電池的有軌電車 氫能無人機
氫氣是一種理想的清潔能源，但為什么目前還不能廣泛利用？閱讀課本尋找答案。
儲氫問題
質量輕，容易散失。
易燃、易爆，存儲和運輸都有很高的要求。
制氫問題
需要消耗大量煤、石油、天然氣或電力。
使用液氫所需成本比使用汽油為燃料所需成本還高。
化學能 熱能、機械能 電能
化石燃料
燃燒
效率低
污染環境
化學能 電能
存儲
轉化
傳統：
化學電池：
二、化學電池的廣泛應用
1. 常見的化學電池
化學電池的優點：
（1） ；（2） ；（3） 。
干電池
蓄電池
鋰離子電池
體積小
使用方便
能量轉化效率高
在能量轉換中，電池通過特定的化學反應，消耗某種化學物質而釋放出電能，且能量轉換效率較高。
2. 化學電池的工作原理
用砂紙擦去銅片和鋅片表面的氧化膜。用導線將銅片和鋅分別連接到電流表的正極和負極，然后把銅片和鋅片一起插入到盛有硫酸銅溶液的燒杯中，觀察電流表的指針是否發生偏轉。
拓展視野
化學能轉化為電能的實驗
實驗現象
化學方程式
電流計指針 偏轉的原因
能量轉化的形式
電流表指針發生偏轉
Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4
化學反應產生了電流
化學能轉化為電能
航天器
機動車
照明燈
電池的用途
電池用途十分廣泛，不但照明燈、鐘表、計算器等電子產品需要電池，機動車也需要電池，甚至在航天器上也要用到性能優越的電池。
1. 下列能量的轉化過程中，由化學能轉化為電能的(　　)
A
A.氫氧燃料電池
B.風力發電
C.水力發電
D.太陽能發電
2. 下列說法中不正確的是(　　)
A. 氫能源具有燃燒熱值大的優點
B. 電池充電是將化學能轉化為電能
C. 太陽能是潔凈能源，不污染環境
D. 回收廢舊電池可以防止土壤和水污染
B
3．（1）汽車最理想的清潔燃料是氫氣，氫氣在空氣中燃燒的化學方程式為__________________。但氫動力汽車目前還不能普及，原因是_____________________________________（答一點即可）。
（2）為了開發新能源，某同學設想了一個利用氫能的方案，如下所示。　
該方案是否可行？_______（填“可行”或“不可行），理由是
_____________________________________________。
2H2+O2 2H2O
點燃
氫氣在儲存、運輸方面還存在技術上的困難
不可行
電解水需要消耗大量的電能，所產生的氫能成本高
化學電池的廣泛應用
能源的綜合利用
清潔能源的開發利用
太陽能
生物質能
氫能
常見的化學電池
化學電池的工作原理

展開更多......

收起↑