「细看能源」活动汇报和电化学技术在新能源中的利用

邁向「零」廢物活動報告書所有內容須在指定範圍內填寫，不可另加頁數，附件除外。學校資料學校名稱：聖公會油塘基顯小學負責老師：李美娟老師計劃名稱：上下一心齊減廢，大家珍惜唔浪費已舉辦的活動（如多於一項請分點列出）日期活動名稱及內容/形式地點參與人數7/9/2007至9/10/2007活動名稱1:月光寶盒回收大行動以及砌出奧運鼓勵教職員一同吃月餅，增進感情，慶祝中秋。在教職員休息室成功設置回收箱，方便回收教職員棄用的月餅罐。回收前兩星期，副校長一星期兩至三次透過中央廣播鼓勵同學盡量購買用紙盒包裝的月餅，並把用完的月餅罐帶回學校。透過每星期三教師例會，向老師宣傳，鼓勵教師把餅罐投放於回收箱內，並透過班主任向各班學生宣傳。回收日子便由環保大使到各班收集。獎勵:高/低年級比賽各設冠、亞、季軍乙名，得獎班別將獲獎品以及證書。回收前，告訴大家，我們會把收集得來的月餅罐砌出『奧運』為主題的圖樣，用意鼓勵同學積極投入，完成壯舉。我們一班環境教育組的成員以及環保大使把所有收集得來的月餅罐，一同設計，一同擺放，其他教職員也主動地在7樓高處俯視，並用手提電話互相聯絡，給予我們堆砌上許多寶貴及有實際的意見。本校650人9/07-7/08(全學年)活動名稱2:廢紙回收大行動--回收廢紙1.設立雙面用紙箱--於各課室、電腦室、教員室及校務處設立雙面用紙箱。2.設立廢紙回收箱--於各課室及教員休息室設立廢紙回收箱，鼓勵師生回收廢紙3.設置藍色回收箱—由環保大使以及基督女少年軍共同合作，每星期一次把課室內的廢紙定期放進藍色回收箱內。4.安記回收公司每星期三到校收集廢紙。5.環境教育組主席把廢紙以及再用紙分類的方法及注意事項撰寫文稿，並邀請校園電視台組負責拍攝特輯，在校園電視台播放，藉此提高全校師生減廢的意識。本校1300人9/07-7/08(全學年)活動名稱3:鋁罐回收在教員休息室門外，設置鋁罐回收箱，著教師把清洗後的鋁罐放進回收箱內。本校80人9/07-7/08(全學年)活動名稱4:藍天行動1.於每個課室開關電掣旁張貼「節約能源」及「藍天行動」的字樣，可起到加強提示作用。鼓勵25度或以上才使用冷氣設備。特別天氣轉涼，或溫度在25度或以上時，訓導主任會利用中央廣播提示老師和同學開窗以及停用冷氣設備。3.提示課室的冷氣調校至25度。本校1300人9/07-7/08(全學年)活動名稱5:自備餐具、擊退膠具1.午膳時，學生自備餐具用膳。減少使用膠質餐具。2.訂飯同學使用環保飯盒，用後由飯商回收。3.校方鼓勵老師自備餐具，工友負責替老師熱飯，減少老師購買外賣，從而減少使用發泡膠餐盒。本校1200人10/07-7/08(全學年)活動名稱6:學界廢物分類回收07/08暨教育計劃回收光碟和碳粉匣於每班的壁報板上張貼本計劃的內容及細則張貼海報宣傳，透過中央廣播，大力推動全校師生把碳粉盒帶回本校回收。同學可把棄用的光碟和碳粉盒，於午膳後或使用電腦室時，把光碟和碳粉盒放置於電腦室內之光碟回收內。老師可隨時把棄用的光碟投放於教員休息室。本校六年級的同學在多元智能課參加由綠領行動舉辦的碳粉盒教育專題講座。(2/08)校方把用後的碳粉匣用盒儲存好，待綠領行動定期回收。本校600人1/11/07活動名稱7:綠色旅行--齊來用手帕與活動組合辦，向全校學生派發通告，讓學生齊來用手帕，減少使用紙巾，歡渡綠色旅行。出發前一星期，活動主任透過中央廣播提示學生。又請班主任提示學生帶備及使用手帕，並且記錄該班手帕的數量。旅行後，把表現最佳的班別向全校公佈以及頒發證書。本校650人19/11-7/12/07活動名稱8:黃巴士GreenKids環保舊曲新詞創作大賽鼓勵全校參與。環境教育組與常識科合辦配合各級有關減廢的課題進行此計劃。設有班別高低年級組《愛地球最積極參與班別大獎》各三名，以及歌詞組冠亞季殿以及優異獎。同學可使用單面用紙書寫或打印。本校200人10-21/12活動名稱9:環保電郵聖誕咭傳心意與電腦科合辦每星期三次透過中央廣播向全校宣傳可用電郵代聖誕咭表達到朋友和家人的心意把棄用的聖誕咭製作飾物本校200人7-31/1/08活動名稱10:噸噸愛地球由大埔環保會舉辦，與IT組合辦向每班派發宣傳單張,派發通告通知家長學生可直接登入學校的網頁直接進入這網站讓學生在網上作出承諾以及持之以恒地實踐減廢每位參加者均獲頒證書定時檢視各位同學的實行情況根據全校師生的參與，有助學校獲得獎勵從承諾中，實踐減廢行動，大大提高全校減廢意識。本校1300人1/08活動名稱11:課室大掃除與訓導組和總務組合辦，學生自行攜帶舊布、舊衣等清潔課室。本校1200人15/11/07-2/08活動名稱12:環保器皿種一串紅與校務組合辦，向全校學生派發通告，讓學生齊來用棄用的膠瓶盛載花苗，從而廢物利用。各班主任負責協助特別低年級同學把花苗移進棄用的膠瓶內。透過展板介紹一串紅的資料。本校1200人2/08活動名稱13:邁向『零』廢物1.本校四及五年級的同學在多元智能課參加邁向『零』廢物舉辦的教育專題講座。(2/08)本校450人2/08活動名稱14:環保服裝設計比賽利用布料、紅白藍膠袋製作時裝，並獲得創作環保服裝設計比賽冠軍梁季彝中學10人9/07-7/08(全學年)學校行政1.在行政管理上大為支持，並且制定政策鼓勵同事編印時，先使用單面用紙，教員室已設置有關紙箱，方便教師實行用單面用紙編印。2.校方規定每位教職員影印有限額，每次影印後必須登記，如教職員的限額已過，可向總務主任要求加限額，有關措施皆由總務組負責監察。此項可有助減少使用廢紙。3.如各位教師設計教材時，鼓勵資源共用，可利用電郵給每位學生，可減少用紙編印。4.校方一切通傳只會印備一份張貼於告示版，盡量避免每位老師一份。5.校方規定每位學生的餐具必須帶回家中清洗，有效減少用水量。6.定期向全校宣佈學校用紙、用電及用水量，提高教職員及學生在這三方面的減廢意識。7.校務組負責環境教育組推行減廢行動的物資。8.家長教師會撥出3000元推行環境教育組推行減廢及環境的活動。並且請家長義工全面協助環境教育組推行活動。9.出版組為了節省資源及提倡環保，本年開始合併兩級製作一份級報。10.在圖書館設置環保資訊角，供同學閱讀環保書籍及資訊11.環保網頁介紹環保新動向以及有關資訊。本校1300人2.計劃中推行活動的人手分配及設施1.所有活動推行前，活動均由主席構想，再與組員商討，並按大家的興趣及意願分工。2.組員十分合作，且樂意表達及承擔。3.幾位教師助學亦主動協助及能按時完成工作。4.學校有很多棄用的紙箱，工友均能預留足夠的紙箱供本組推行減廢活動使用。5.能買到價錢最便宜的藍色回收箱。6.校務組、訓導組能配合本組活動，透過宣傳和金錢等作出最有力的協助。7.成功在本校設置再用紙箱、廢紙回收箱、光碟及碳粉盒回收箱以及藍色廢紙箱。8.校務組、德育及公民教育統籌組安排本組有兩塊環境教育展板以作宣傳和推廣。9.有位林先生很好，負責紀錄用水和用電量，並清楚顯示每月或每季的比較值。3.所舉辦的活動中，有那些與建議書中的活動有所不同（如活動內容、參與人數等）？如有，請列出原因、補救／推行辦法及結果。活動名稱變動原因、內容、結果與家教會合辦「舊校服回收」活動。由於本校第一年大力推行環境教育，而且得到校方各方面的支持，故能在很多範疇上作出開展。本校已有一大批舊衣，可供回收。上學期為了開展本組的各個範疇，故此在下學期才可與家教會合作進行。4.計劃成效撮要（請從建議書列出的目標，以及「有效推動減廢教育」和「讓師生實踐減廢行動」兩方面相比）（不可多於400字）活動名稱1:月光寶盒回收大行動以及砌出奧運1.環境教育組的成員以及環保大使一同設計和擺放，砌出奧運的公仔以及Beijing2008。2.其他教職員也主動地在7樓高處俯視，並用手提電話互相聯絡，給予我們堆砌上許多寶貴及實際的意見。3.校長、副校長、老師及同學在午膳後進行點晴儀式，全校師生為之歡呼。全校師生一同參與，成功回收月餅罐617個。活動名稱2:廢紙回收大行動--回收廢紙成功於各課室、電腦室、教員室及校務處設立雙面用紙箱、設立廢紙回收箱，以及在操場設置藍色回收箱。環保大使以及基督女少年軍共同合作，定期到各班收集廢紙。安記回收公司定期到校收集廢紙。環境教育組主席把撰寫文稿，校園電視台組負責拍攝廢紙以及再用紙分類的方法及注意事項的特輯，藉此提高全校師生減廢的意識。活動名稱3:鋁罐回收1.成功在教員休息室門外設置鋁罐回收箱，從觀察所見，所有教師能把清洗後的鋁罐放進回收箱內。活動名稱4:藍天行動1.成功於每個課室開關電掣旁張貼「節約能源」及「藍天行動」的字樣，可起到加強提示作用。2.行政人員會因應天氣情況，透過中央廣播提示全校師生開窗以及調校25度或停用冷氣設備。3.巡視所見，全校師生皆能參與，的確減少不少耗電量。活動名稱5:自備餐具、擊退膠具1.所有師生均能自備餐具用膳，減少使用膠質餐具。2.訂飯同學使用環保飯盒，用後由飯商回收，從而減少使用發泡膠餐盒。活動名稱6:學界廢物分類回收07/08暨教育計劃1.能成功回收50隻光碟和15個碳粉匣，校方，師生均能參與，待回收公司定期回收。活動名稱7:綠色旅行--齊來用手帕1.全校有1半學生有自備和使用手帕，減少使用紙巾。2.全校有不少班別帶備手帕達至9成以上，故亦給予獎狀鼓勵那些班別。活動名稱8:黃巴士GreenKids環保舊曲新詞創作大賽1.環境教育組與常識科合辦配合各級有關保護的課題進行此計劃。2.全校有5班能達至9成參與。3.從學生的歌詞中，深深體會學生能表達出對減廢的心聲及期望。4.在校內展示學生的作品，進一步提高全校對環保的意識。活動名稱9:環保器皿種一串紅從訪問及觀察中，得知學生能善用棄用的大小不同膠瓶盛載花苗，從而廢物利用。活動名稱10:環保電郵聖誕咭傳心意1.有不少師生能用電郵代聖誕咭表達到朋友和家人的心意。2.環保大使以及基督女少年軍共同合作，回收棄用的聖誕咭3.把棄用的聖誕咭製作飾物活動名稱11:噸噸愛地球1.透過全校教師通傳以及學生通告，鼓勵全校參與。2.從網上作出對減廢的承諾。3.每位參加者均獲頒證書活動名稱12:課室大掃除1.每班學生均能自行攜帶舊布、舊衣等清潔課室。活動名稱13:邁向『零』廢物1.學生反應積極，能對課題加深認識，並願意實踐減廢行動。活動名稱14:環保服裝設計比賽1.學生利用環保概念製作時裝，能夠廢物利用。5.計劃費用分配項目金額1.購置藍色回收箱5502.禮物5003.回收架5004.標籤所需要物資450總額*2000**如計劃總開支超出$2,000，請列明餘款由誰支付**減廢活動的數字統計（如有）廢物類型活動前的廢物量活動後的廢物量減少了的廢物量月餅罐廢紙光碟碳粉匣舊衣物紙巾鋁罐水電/40kg0隻0個30件/0個//617個600kg150隻個/3000張300個////總廢物量///7.減廢統計數字簡介（包括與建議書列出預期數字的比較）（不可多於200字）本校的師生都是樂意參與減廢計劃。當校方有各類回收箱的設置，以及通過各類宣傳(通告、中央廣播、宣傳海報、單張、展板等)全校師生的意識大大提高。活動前，月餅罐、光碟、碳粉盒、鋁罐均沒有進行回收，故是零。但從今年第一年推動活動後的數字來看，全校師生均能有意識地進行分類回收，活動後的廢物量皆算理想。至於水和電的用量皆因實際需要時使用，並沒有特別的指引去限制全校的使用。但活動後，用水量是用電量是大大減少了不少資源，對邁向零廢物又跨進了一大步。8.負責老師對計劃的整體評價（不可多於200字）1.本年度第一年成立環境教育組，負責的統籌老師也是第一年負責擔任環保的工作，本年度開始大力推動及發展環境教育相當成功。除了老師的熱心，還有校方的支持，以及同學的參與，真正能夠做到我們的計劃名稱：上下一心齊減廢，大家珍惜唔浪費。2.計劃很全面且詳細，活動十分豐富，且多方面，定能提高師生的「減廢」意識。學校行政的配合十分具體且指引清楚。3.能邀請家長教師會協助推行，十分有意義，提高家校合作的機會。4.活動形式多樣化，有恒常的環保活動，也有主題式的環保行動，能滲透學校的有關活動，達事半功倍之效。5.全校的師生都能有意識地把廢紙及再用紙分類回收和使用，全校的環保意識大大提高。6.特別在學習上，同學能善用再用紙進行分組討論及算草紙。7.同學亦不會把垃圾放進藍色廢紙箱內。8.無論用電、用水方面，大家都能愛惜不浪費，回收月餅罐比預期多，學生反應佳，且積極參與，老師亦樂於參與及協助擺砌，氣氛熱鬧。9.建議改善地方（如有）1.推行活動的環保大使可自製襟章，方便工作。2.環保告示版可預告即將舉行的環保活動。3.可為高、低年級舉辦宣傳講座，讓全校學生於學年初可了解全年的計劃更佳。4.如有某些課室把空調開到19度，我們要給予一些溫馨提示，或讚賞做得好的班別。5.可加強與社區的接軌，如星期一或星期二的無膠袋日，新年禮品包裝的處理等。10.附件（如有活動相片、宣傳刊物或教育資料等，請隨報告書一併交回）

电化学技术在新能源中的利用一.能源的概况1.能源的重要性1.能源的重要性自古以来,人类就为改善生存条件和促进社会经济的发展而不停地进行奋斗.在这一过程中,能源一直扮演着重要的角色.从世界经济发展的历史和现状来看,能源问题已成为社会经济发展中一个具有战略意义的问题,能源的消耗水平已成为衡量一个国家国民经济发展和人民生活水平的重要标志,能源问题对社会经济发展起着决定性的作用.2.能源的种类2.能源的种类大自然赋予人类的能源是多种多样的,一般可分为常规能源和新能源两大类.常规能源包括煤炭,石油,天然气和水能,而新能源有生物质能,核能,风能,地热能,海洋能,太阳能和氢能等.其中煤炭,石油,天然气被成为化石能源,水能,生物质能,风能,太阳能和氢能等是可再生能源.3.化石能源的问题(1)化石能源的短缺化石能源的短缺能源是人类赖以生存和社会发展的重要物质基础,是国民经济发展的命脉,但目前主要使用的化石能源的储量不多.据2002年世界探明的化石能源的储量和使用量统计,世界上煤,石油和天然气的储采比分别为204,40和60年,中国的情况更为严峻,据2002年统计,中国煤,石油和天然气的储采比只有82,15和46年.这表明在人类历史的长河中,只有很短的一段时间能使用化石能源.随着我国经济的持续高速增长,对能源的需求也持续攀升.我国一次能源消费总量从1978年的5.3亿吨标准煤,上升到2002年的14.3亿吨.据估计,我国在2004,2020和2050年的石油消费量达3,4.5和6亿吨,其中进口量分别为1,2.7和4亿吨.4亿吨的进口量相当于目前美国的石油进口量,这不但会制约我国经济的可持续发展,而且对国家的安全也十分不利.(2)化石燃料造成严重环境污染和气候异常化石燃料造成严重环境污染和气候异常化石燃料的使用引起的环境污染,排放的CO2会造成温室效应,使全球气候变暖.有关机构已向联合国发出警告,如再不对CO2的排放采取严厉措施,在10年内,世界的气候将产生不可逆转的变化.我国的环境污染问题更是日趋严重,目前,我国CO2排放量占世界总排放量的14%,在美国之后位居第二,估计到2025年,将位居第一.在本世纪初联合国关于环境污染的调查中,发现在世界上十个环境污染最严重的城市中,七个在中国.它们是太原,北京,乌鲁木齐,兰州,重庆,济南和石家庄.4.21世纪世界能源发展趋势世纪世界能源发展趋势(1)节能技术将备受重视节能技术将备受重视节能就是提高能源利用率,减少能源的浪费.目前节能技术水平已是一个国家能源利用情况的综合性指标,也是一个国家总体科学技术水平的重要标志.许多研究报告指出,依靠节能可以将能源需求量降低2530%.我国在能源利用方面的效率很低,我国的能耗很高,是世界平均水平的2倍,发达国家的5-10倍,因此更应重视节能技术,我国应该充分重视化石能源的高效利用.(2)世界能源系统将发生重大变革世界能源系统将发生重大变革据预测,20世纪形成的以化石燃料为主的世界能源系统将在21世纪转换成以可再生能源为主的新的世界能源系统.在20世纪末,化石燃料的使用量占了世界一次能源用量的89.5%.据世界能源委员会(WEC)和国际应用分析系统研究所的研究报告认为,在20世纪上半叶,化石燃料仍将是世界一次能源的主体,但到21世纪下半叶,太阳能,生物质能,风能等新能源将占世界能源的50%左右.(3)煤炭将作为过渡能源而受到重视煤炭将作为过渡能源而受到重视由于石油和天然气的储量较少,而煤炭储量相对较多,因此煤炭将作为一种过渡能源而在21世纪上半叶受到重视.主要发展的技术是洁净煤技术,煤液化和汽化技术.(4)新化石能源的开发将得到强化新化石能源的开发将得到强化近年来发现,在海洋300米深处有甲烷水合物存在.目前,甲烷水合物的开发已经受到特别的关注.据估计,世界甲烷水合物的储量可能超过石油,天然气和煤炭储量的总和.因此,甲烷水合物作为储量巨大的未开发能源开始受到世界各国的高度重视.(5)核能的利用将进一步得到重视核能的利用将进一步得到重视据国际原子能机构统计,在20世纪末,全世界运行的核电站有436座,总发电量为3.5亿千瓦.这些电站主要分布在美,法,日,英,俄等31个国家,近年来,由于担心核电站运转的安全性,核废料对环境的影响和核技术扩散对世界安全性的影响,核能的发展在发达国家已有下降趋势,但在亚洲地区仍有强劲的增加趋势,我国准备在今后几年内建造4座核电站.受控核聚变是一直受人们关心的技术,因为在海水中大约有23.4亿万吨氘,如受控核聚变技术在21世纪能得到应用,在21世纪末,核能可望占世界一次能源的30%左右.(6)可再生能源的开发将越来越受到重视可再生能源的开发将越来越受到重视鉴于化石燃料的短缺及化石燃料的使用引起严重的环境污染和气候异常,人们对新能源的开发越来越重视.其中水力能,地热能,海洋能和风能的可利用资源有限,因此,太阳能,生物质能和氢能的利用将倍受关注.二.生物质能的利用1.生物质能的优点.(1)生物质来源丰富地球上每年生长的生物质总量约14001800亿吨,相当于目前世界总能耗的10倍,我国的生物质能也极为丰富,可作为能源开发的生物质能总量可达4.5亿吨标准煤.加上生物质能可再生.因此,生物质能的高效,规模化利用可有效缓解世界能源供需矛盾.(2)生物质能可多途径利用(a)直接燃烧.其热能和蒸汽可发电,技术成熟,但效率低.(b)生物转化.包括制沼气和水解发酵制取醇类.生物质制甲醇和乙醇技术基本成熟,但生产成本较高.生物质制沼气技术相当成熟.2002年全国已建1300多万个沼气池.(c)光热转化.通过气化,裂解,光催化等技术,获得气,液体燃料来发电.(d)生物柴油.从油料植物提取植物油,经甲酯化得生物柴油.它有含氧高,含硫低,分解性能好,燃烧效率高等优点.(3)生物质能利用的环境污染少由于生物质利用过程中释放的CO2是其生长过程通过光合作用从环境吸收的,所以生物质能的利用过程不排放额外的CO2,而对环境污染少.生物质能的利用还能降低污染.如可利用生物质热解汽化技术处理生活垃圾等,可得到以甲烷为主的燃气,实现垃圾的减量化,无害化,资源化.2.生物质能利用的问题2.生物质能利用的问题生物质能利用的缺点主要是生物质分布广,大面积收集成本高,经济的收集半径在50公里以内,只适合建立小型,分散的生物质能利用系统.而小型转换系统的效率低,不提高生物质能的利用效率就不能获得好的经济效益,这是生物质能至今未能实现规模化应用的关键问题之一.因此,如何在小型,分散体系实现能量的高效,清洁及规模化利用是迫切需要解决的问题.三.太阳能的利用1.太阳能的优点太阳能的优点(1)太阳能来源丰富太阳能来源丰富太阳能来源丰富是众所周知的,这似乎是一种用之不绝,取之不尽的能源.太阳内部不停地进行热核反应,释放出巨大的能量,辐射到地球上的能量只占起辐射总能量的极小部分,约1/22亿,但地球每年接收的太阳能至少有6×1017千瓦小时,相当于74万吨标准煤的能量.其中被植物吸收的仅占0.015%.可见,开发太阳能利用的潜力很大.(2)太阳能的使用没有污染问题太阳能的使用没有污染问题这也是众所周知的,太阳能的使用基本上没有污染问题.(3)太阳能可多途径利用太阳能可多途径利用(a)太阳能的热利用.如太阳能热水器,太阳灶,太阳能蓄热池发电等.(b)太阳能发电.如太阳能电池和光电池.(c)光催化和光电催化制氢.主要用这两种技术从水或生物质中制得氢气.2.太阳能利用的概况太阳能利用的概况近年来,太阳能的利用发展很快,据1997年的数据,全球太阳能发电量已达800兆瓦.到2000年,日本已有7万个住宅用上太阳能电池,美国和欧盟计划在2010年前安装100万套太阳能电池.特别是把太阳能电池与屋顶瓦结合成光电发电系统,目前欧洲已有300套,年发电量为1亿千瓦.这种系统不但可供应清洁能源,而且美观耐用,寿命可达25年.太阳能的热利用发展更快.特别在我国,太阳能热水器的年产值已达60多亿元,居世界首位.3.太阳能利用的问题太阳能利用的问题开发太阳能利用的主要问题是如何提高太阳能的转换效率,其次是降低成本,这对我国特别重要,目前我国生产太阳能电池的能力已达几百兆瓦,但由于价格高,基本上都销往国外.第三,一些技术,如光催化和光电催化制氢技术还没成熟,没有达到实用化的阶段,应该抓紧这方面的研究和发展.四.氢能的利用1.氢能的优点氢能的优点(1)氢是自然界储量最丰富的元素.(2)氢是除核燃料外发热量最大的燃料.(3)氢燃烧生成水,是世界上最清洁的燃料.(4)燃烧性能好,可燃范围大,燃烧速度快.(5)氢可用多种方法大规模生产.(6)氢的利用形式多,可通过燃烧发电,通过燃料电池发电等.2.对氢能利用的重视2002年加拿大举办了以"氢行星"为主题的第14届世界氢能源大会.2003年在华盛顿召开15个国家和地区参加的"国际氢能经济合作伙伴"会议.冰岛计划用40年时间将冰岛建成"氢社会".布什将投资120亿美元来促进氢能源的发展.过去5年,工业化国家在氢能开发领域的投入年均递增20.5%.氢将取代天然气,油和煤而成为未来世界的主要能源,进入氢能时代已成为近年来的热门话题,21世纪将是氢能世纪.布什举着使用氢燃料的照相机我国对发展氢能经济也开始重视,参加了2003年在华盛顿召开的有15国家参加的"国际氢能经济合作伙伴"会议.2004和2005举办了两次关于氢能经济的中美双边会议.今年一月,中国科学院院士局召开了关于"石油替代能源"的研讨会,主要讨论石油资源可持续性分析,石油的替代能源,氢能燃料和我国的石油替代能源.并要组织人员进行软课题研究.3.氢能的问题3.氢能的问题(1)氢的价格氢的制备,储存和运输中的价格问题,是影响走进氢能时代的很关键的问题.要降低其价格,必须形成氢的制备,储存和运输的网络.(2)廉价清洁的制氢技术问题(2)廉价清洁的制氢技术问题目前制氢效率很低,氢的制取要消耗大量的能量,因此寻求大规模的廉价清洁的制氢技术是各国科学家共同关心的问题.(a)化石燃料制氢:目前,96%氢从化石燃料制备,技术成熟,但要造成环境污染.(b)电解水制氢:技术成熟,但耗能多,价格高.一般每生产1立方米的氢气,需要消耗4.2-6度的电能,其能量转化率不到32%.(c)生物质制氢:有可再生,产量大,可储存,碳循环等优点,从中长期看是最有前途的制氢方式.目前生物质制氢效率低.(d)生物制氢:国内外在选育高效产氢菌株工作进展不快,制氢效率低.(e)风能制氢:用风能发电来电解水产生氢,技术上没有问题,降低成本和风能发电量少是主要的问题.(f)太阳能制氢:该法还处在基础研究阶段,离商业化还有较远的距离.(3)氢的储运问题(3)氢的储运问题氢的储运技术主要解决储运的安全性和成本,现在由于储运技术不过关,因此浪费了许多氢.许多工业过程,如炼油,炼焦,氯碱,合成氨,合成甲醇及煤气制造等多有大量的副产品氢气,只是由于储运技术的问题而不能被利用.我国每年放空和烧掉的氢气至少在1010标立方米以上.因此解决氢的储运问题也是走进氢能时代的一个很关键的问题.目前氢的储运还有很大问题.(a)高压储氢:储氢量少,只有1%左右,还有不安全的问题.(b)液氢储氢:很不方便,储氢设备大,蒸发损失大.(c)吸附储氢:这是目前的研究热点,但储氢容量还较低,一般不超过2%.镁合金储氢在3%,但储放不可逆.热门一时的纳米碳管储氢也已没有了希望,最终的储氢量也只有1%左右.(e)化合物储氢:放氢不容易.(4)燃料电池还没有商品化用氢作燃料的燃料电池的出现是促进氢能利用的重要原因.近年来,由于化石燃料资源短缺和环境污染日趋严重,各国对燃料电池的研究十分重视.美国《时代周刊》把燃料电池列为21世纪十大高新科技之首,燃料电池已被认为是21世纪极具应用前景的一种新型能源系统.虽然燃料电池有很诱人的优点,而且燃料电池的发展已有100多年的历史,但至今还没有一种燃料电池已经真正商品化,因此,燃料电池何时才能商品化是一个与氢能利用密切相关的问题.4.反对氢能的意见4.反对氢能的意见(a)氢以化合物形式存在,制氢要消耗能源.它不是一种能源,而是能源的流通手段.(b)氢的泄漏会改变气候.氢不可避免泄漏,泄漏量可达15%.泄漏的氢会在大气形成水雾,它会象二氧化碳一样,使天气变暖.(c)现在一般用高压氢作燃料电池燃料,氢的泄漏会产生很大的不安全性,手机等的火花就会使泄漏的氢发生爆炸.(d)冰岛能做的,其他国家不一定能做,冰岛的氢都是电解水制得的,因该国70%的电是由地热和水电站产生的.(5)氢的清洁生产要用风能和太阳能.据估计,如用风能发电制氢,当风能发电量达到美国6%的用电量,风能发电机要占的面积要有半个加州那么大.(6)布什承诺投资120亿美元用于氢能的研究是一个微不足道的投资.美国去年用于核能和矿物质燃料方面的研究经费大于氢燃料的研究经费.美国推行"健康婚姻"的预算就有150亿美元.美国用于伊拉克战争的经费每月390亿美元.(7)氢燃料电池价格昂贵.目前内燃机成本为每千瓦50美元,而氢燃料电池为800美元.估计大量使用后,也要300美元.另外所有的加油站改成加氢站也要花费大量的资金.五.燃料电池加速氢能利用1.燃料电池的优点.(1)燃料电池是一种高效清洁的能量转换系统,可降低环境污染和气候异常.(2)燃料电池能高效利用生物质转化产生的气,液物质和氢作燃料,因此,能促进氢能的利用.(3)燃料电池的发电效率不受体系规模限制,小型燃料电池同样能够实现高效发电,适合于生物质分散性的特点.2.燃料电池定义燃料电池是一种不经燃烧直接以电化学反应的方式将燃料的化学能转变成电能的装置,只要连续供应燃料,燃料电池就能连续发电.3.原理阳极反应:H2=2H++2e阴极反应:1/2O2+2H++2e=H2O总的反应:H2+1/2O2=H2O4.燃料电池分类碱性燃料电池(AFC)(1)碱性燃料电池(AFC)阳极:催化剂:Pt,燃料:氢阴极:催化剂:Ag,氧化剂:氧电解液:30%KOH隔膜:石棉膜工作温度:60-80oC用途:航天器和潜艇的动力源优点:比能量和比功率高缺点:对CO2敏感,不宜地面使用(2)磷酸燃料电池(PAFC)磷酸燃料电池(PAFC)阳极:催化剂:Pt,燃料:氢阴极:催化剂:Pt,氧化剂:氧电解液:98%磷酸工作温度:200oC用途:家庭住宅能源和汽车动力源优点:稳定性好,已有商品生产缺点:用贵金属作催化剂,价格高.(3)质子交换膜燃料电池(PEMFC)质子交换膜燃料电池(PEMFC)阳极:催化剂:Pt,燃料:氢阴极:催化剂:Pt,氧化剂:氧电解液:含水的质子交换膜工作温度:60-80oC用途:汽车和潜艇等的动力源优点:比能量和比功率高,寿命长,应用范围广缺点:对CO敏感,价格高,800美元/千瓦,而内燃机50美元/千瓦.氢源问题.(4)直接甲醇燃料电池(DMFC)直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极:催化剂:Pt合金,燃料:氢阴极:催化剂:Pt,氧化剂:氧电解液:含硫酸的质子交换膜工作温度:60-80oC用途:可移动的小型电子仪器设备动力源优点:比能量高,体积小问题:Pt对甲醇氧化电催化效率低,易被甲醇氧化中间产物毒化,甲醇会透过质子交换膜.(5)熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)阳极:催化剂:Ni,燃料:氢阴极:催化剂:NiO,氧化剂:氧电解液:熔融碳酸盐(NaCO3-LiCO3)工作温度:600oC用途:发电站优点:反应温度高,不需贵金属催化剂.可用含CO的燃料气.寿命长.能量转换率高,可达80%.问题:高温下,电解液会腐蚀电极材料.寿命2万小时,商业上要4万小时.(6)固体氧化物燃料电池(SOFC)固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极:催化剂:NiZrO2,燃料:甲烷,氢阴极:催化剂:NaCrO4等,氧化剂:氧电解液:ZrO2,CeO2等工作温度:900oC用途:发电站优点:不需贵金属催化剂.寿命长.可用各种燃料气.抗中毒能力强.能量转换率最高,可达80%以上.问题:高温下,密封困难,放大困难.价格高.5.PEMFC发展现状发展现状(1)世界各国对世界各国对PEMFC的重视世界各国对的重视近十年来,近十年来,PEMFC技术的研究开发受到技术的研究开发受到许多国家的政府和跨国大公司的极大重视,许多国家的政府和跨国大公司的极大重视,已出现许多PEMFC电动车样车.电动车样车.已出现许多电动车样车我国计划,年奥运会期间,我国计划,到2008年奥运会期间,将有我年奥运会期间国生产的燃料电池电动车会小批量,国生产的燃料电池电动车会小批量,示范性地行驶在街头.性地行驶在街头.年世博会期间,辆燃料电池公交到2010年世博会期间,20辆燃料电池公交年世博会期间辆燃料电池出租车,车,300辆燃料电池出租车,1000辆电动辆燃料电池出租车辆电动汽车以及一批燃料电池场地车和邮政车都将投入运行,届时,上海将建成5座加氢将投入运行,届时,上海将建成座加氢站来满足这些车辆对氢燃料的需求对氢燃料的需求.站来满足这些车辆对氢燃料的需求.(2)PEMFC商业化的问题商业化的问题(a)价格问题价格