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怎麼認識未來能源與化學的關聯

發布時間:2022-05-22 03:29:05

❶ 簡述化學與新能源之間的關系

新能源包括太陽能、氫能、核能、生物質能、化學電源、海洋能、風能和地熱能等。

❷ 能源與動力與工程化學的聯系是什麼

能源化學工程屬於一個全新的專業,之前只在化學工程與工藝這個專業里涵蓋過一點,主要關注怎麼利用能源、對大自然造成較少的傷害。主要研究方向:能源清潔轉化、煤化工、石油化工、燃氣及天然氣工程、環境催化、綠色合成、新能源利用與化學轉化環境化工。

❸ 能源的開發與利用與化學有密切關系嗎

1、納米材料技術 燃料電池的開發
2、B
3、用手輕輕扇動裝有氣體的集氣瓶瓶口,使氣體緩慢流動,輕輕的聞.
4、紙張燃燒
5、這個實驗很簡單,化學教科書上有測試方法

❹ 化學與能源的關系

化學與能源主要是兩個方面的關系,一是解決舊能源帶來的污染,二是發掘新能源以解決能源危機。

新能源又稱非常規能源。是指傳統能源之外的各種能源形式。指剛開始開發利用或正在積極研究、有待推廣的能源,如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質能和核聚變能等。能源世界有最全面的資料免費下載
參考資料http://bbs.chinagb.net/?fromuid=69687
[編輯本段]分類
新能源的各種形式都是直接或者間接地來自於太陽或地球內部伸出所產生的熱能。包括了太陽能、風能、生物質能、地熱能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出來的生物燃料和氫所產生的能量。也可以說,新能源包括各種可再生能源和核能。相對於傳統能源,新能源普遍具有污染少、儲量大的特點,對於解決當今世界嚴重的環境污染問題和資源(特別是化石能源)枯竭問題具有重要意義。同時,由於很多新能源分布均勻,對於解決由能源引發的戰爭也有著重要意義。
據世界斷言,石油,煤礦等資源將加速減少。核能、太陽能即將成為主要能源。
聯合國開發計劃署(UNDP)把新能源分為以下三大類:大中型水電;新可再生能源,包括小水電、太陽能、風能、現代生物質能、地熱能、海洋能(潮汐能);穿透生物質能。
一般地說,常規能源是指技術上比較成熟且已被大規模利用的能源,而新能源通常是指尚未大規模利用、正在積極研究開發的能源。因此,煤、石油、天然氣以及大中型水電都被看作常規能源,而把太陽能、風能、現代生物質能、地熱能、海洋能以及核能、氫能等作為新能源。隨著技術的進步和可持續發展觀念的樹立,過去一直被是做垃圾的工業與生活有機廢棄物被重新認識,作為一種能源資源化利用的物質而受到深入的研究和開發利用,因此,廢棄物的資源化利用也可看作是新能源技術的一種形式。
新近才被人類開發利用、有待於進一步研究發展的能量資源稱為新能源,相對於常規能源而言,在不同的歷史時期和科技水平情況下,新能源有不同的內容。當今社會,新能源通常指核能、太陽能、風能、地熱能、氫氣等。
按類別可分為:太陽能 風力發電 生物質能 生物柴油 燃料乙醇 新能源汽車 燃料電池 氫能 垃圾發電 建築節能 地熱能 二甲醚 可燃冰等
[編輯本段]新能源概況
據估算,每年輻射到地球上的太陽能為17.8億千瓦,其中可開發利用500~1000億度。但因其分布很分散,目前能利用的甚微。地熱能資源指陸地下5000米深度內的岩石和水體的總含熱量。其中全球陸地部分3公里深度內、150℃以上的高溫地熱能資源為140萬噸標准煤,目前一些國家已著手商業開發利用。世界風能的潛力約3500億千瓦,因風力斷續分散,難以經濟地利用,今後輸能儲能技術如有重大改進,風力利用將會增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水溫差能等,理論儲量十分可觀。限於技術水平,現尚處於小規模研究階段。當前由於新能源的利用技術尚不成熟,故只佔世界所需總能量的很小部分,今後有很大發展前途。
[編輯本段]常見新能源形式概述
(具體內容詳見各能源形式所對應的詞條)
太陽能
太陽能一般指太陽光的輻射能量。太陽能的主要利用形式有太陽能的光熱轉換、光電轉換以及光化學轉換三種主要方式
廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風能,化學能,水的勢能等由太陽能導致或轉化成的能量形式。
利用太陽能的方法主要有:太陽電能池,通過光電轉換把太陽光中包含的能量轉化為電能;太陽能熱水器,利用太陽光的熱量加熱水,並利用熱水發電等。
太陽能可分為2種:
1.太陽能光伏 光伏板組件是一種暴露在陽光下便會產生直流電的發電裝置,由幾乎全部以半導體物料(例如硅)製成的薄身固體光伏電池組成。由於沒有活動的部分,故可以長時間操作而不會導致任何損耗。簡單的光伏電池可為手錶及計算機提供能源,較復雜的光伏系統可為房屋照明,並為電網供電。 光伏板組件可以製成不同形狀,而組件又可連接,以產生更多電力。近年,天台及建築物表面均會使用光伏板組件,甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分,這些光伏設施通常被稱為附設於建築物的光伏系統。
2.太陽熱能 現代的太陽熱能科技將陽光聚合,並運用其能量產生熱水、蒸氣和電力。除了運用適當的科技來收集太陽能外,建築物亦可利用太陽的光和熱能,方法是在設計時加入合適的裝備,例如巨型的向南窗戶或使用能吸收及慢慢釋放太陽熱力的建築材料。
核能
核能是通過轉化其質量從原子核釋放的能量,符合阿爾伯特·愛因斯坦的方程E=mc^2;,其中E=能量,m=質量,c=光速常量。核能的釋放主要有三種形式:
A.核裂變能
所謂核裂變能是通過一些重原子核(如鈾-235、鈾-238、鈈-239等)的裂變釋放出的能量
B.核聚變能
由兩個或兩個以上氫原子核(如氫的同位素—氘和氚)結合成一個較重的原子核,同時發生質量虧損釋放出巨大能量的反應叫做核聚變反應,其釋放出的能量稱為核聚變能。
C.核衰變
核衰變是一種自然的慢得多的裂變形式,因其能量釋放緩慢而難以加以利用
核能的利用存在的主要問題:

(1)資源利用率低
(2)反應後產生的核廢料成為危害生物圈的潛在因素,其最終處理技術尚未完全解決
(3)反應堆的安全問題尚需不斷監控及改進
(4)核不擴散要求的約束,即核電站反應堆中生成的鈈-239受控制
(5)核電建設投資費用仍然比常規能源發電高,投資風險較大
海洋能
海洋能指蘊藏於海水中的各種可再生能源,包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽度差能等。這些能源都具有可再生性和不污染環境等優點,是一項亟待開發利用的具有戰略意義的新能源。
波浪發電,據科學家推算,地球上波浪蘊藏的電能高達90萬億度。目前,海上導航浮標和燈塔已經用上了波浪發電機發出的電來照明。大型波浪發電機組也已問世。我國在也對波浪發電進行研究和試驗,並製成了供航標燈使用的發電裝置。
潮汐發電,據世界動力會議估計,到2020年,全世界潮汐發電量將達到1000-3000億千瓦。世界上最大的潮汐發電站是法國北部英吉利海峽上的朗斯河口電站,發電能力24萬千瓦,已經工作了30多年。我國在浙江省建造了江廈潮汐電站,總容量達到3000千瓦。
風能
風能是太陽輻射下流動所形成的。風能與其他能源相比,具有明顯的優勢,它蘊藏量大,是水能的10倍,分布廣泛,永不枯竭,對交通不便、遠離主幹電網的島嶼及邊遠地區尤為重要。
風力發電,是當代人利用風能最常見的形式,自19世紀末,丹麥研製成風力發電機以來,人們認識到石油等能源會枯竭,才重視風能的發展,利用風來做其它的事情。
1977年,聯邦德國在著名的風谷--石勒蘇益格-荷爾斯泰因州的布隆坡特爾建造了一個世界上最大的發電風車。該風車高150米,每個漿葉長40米,重18噸,用玻璃鋼製成。到1994年,全世界的風力發電機裝機容量已達到300萬千瓦左右,每年發電約50億千瓦時。
生物質能
生物質能來源於生物質,也是太陽能以化學能形式貯存於生物中的一種能量形式,它直接或間接地來源於植物的光合作用。生物質能是貯存的太陽能,更是一種唯一可再生的碳源,可轉化成常規的固態、液態或氣態的燃料。地球上的生物質能資源較為豐富,而且是一種無害的能源。地球每年經光合作用產生的物質有1730億噸,其中蘊含的能量相當於全世界能源消耗總量的10-20倍,但目前的利用率不到3%。
地熱能
地球內部熱源可來自重力分異、潮汐摩擦、化學反應和放射性元素衰變釋放的能量等。放射性熱能是地球主要熱源。我國地熱資源豐富,分布廣泛,已有5500處地熱點,地熱田45個,地熱資源總量約320萬兆瓦。
氫能
在眾多新能源中,氫能以其重量輕、無污染、熱值高、應用面廣等獨特優點脫穎而出,將成為21世紀的理想能源。氫能可以作飛機、汽車的燃料,可以用作推動火箭動力。
海洋滲透能
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如果有兩種鹽溶液,一種溶液中鹽的濃度高,一種溶液的濃度低,那麼把兩種溶液放在一起並用一種滲透膜隔離後,會產生滲透壓,水會從濃度低的溶液流向濃度高的溶液。江河裡流動的是淡水,而海洋中存在的是鹹水,兩者也存在一定的濃度差。在江河的入海口,淡水的水壓比海水的水壓高,如果在入海口放置一個渦輪發電機,淡水和海水之間的滲透壓就可以推動渦輪機來發電。
海洋滲透能是一種十分環保的綠色能源,它既不產生垃圾,也沒有二氧化碳的排放,更不依賴天氣的狀況,可以說是取之不盡,用之不竭。而在鹽分濃度更大的水域里,滲透發電廠的發電效能會更好,比如地中海、死海、我國鹽城市的大鹽湖、美國的大鹽湖。當然發電廠附近必須有淡水的供給。據挪威能源集團的負責人巴德·米克爾森估計,利用海洋滲透能發電,全球范圍內年度發電量可以達到16000億度。
水能
水能是一種可再生能源,是清潔能源,是指水體的動能、勢能和壓力能等能量資源。廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量資源;狹義的水能資源指河流的水能資源。是常規能源,一次能源。水不僅可以直接被人類利用,它還是能量的載體。太陽能驅動地球上水循環,使之持續進行。地表水的流動是重要的一環,在落差大、流量大的地區,水能資源豐富。隨著礦物燃料的日漸減少,水能是非常重要且前景廣闊的替代資源。目前世界上水力發電還處於起步階段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水運動均可以用來發電。
[編輯本段]新能源的發展現狀和趨勢
部分可再生能源利用技術已經取得了長足的發展,並在世界各地形成了一定的規模。目前,生物質能、太陽能、風能以及水力發電、地熱能等的利用技術已經得到了應用。
國際能源署(IEA)對2000~2030年國際電力的需求進行了研究,研究表明,來自可再生能源的發電總量年平均增長速度將最快。IEA的研究認為,在未來30年內非水利的可再生能源發電將比其他任何燃料的發電都要增長得快,年增長速度近6%在2000~2030年間其總發電量將增加5倍,到2030年,它將提供世界總電力的4.4%,其中生物質能將占其中的80%。
目前可再生能源在一次能源中的比例總體上偏低,一方面是與不同國家的重視程度與政策有關,另一方面與可再生能源技術的成本偏高有關,尤其是技術含量較高的太陽能、生物質能、風能等據IEA的預測研究,在未來30年可再生能源發電的成本將大幅度下降,從而增加它的競爭力。可再生能源利用的成本與多種因素有關,因而成本預測的結果具有一定的不確定性。但這些預測結果表明了可再生能源利用技術成本將呈不斷下降的趨勢。
我國政府高度重視可再生能源的研究與開發。國家經貿委制定了新能源和可再生能源產業發展的「十五」規劃,並制定頒布了《中華人民共和國可再生能源法》,重點發展太陽能光熱利用、風力發電、生物質能高效利用和地熱能的利用。近年來在國家的大力扶持下,我國在風力發電、海洋能潮汐發電以及太陽能利用等領域已經取得了很大的進展。
新能源(或稱可再生能源更貼切)主要有:太陽能、風能、地熱能、生物質能等。生物質能在經過了幾十年的探索後,國內外許多專家都表示這種能源方式不能大力發展,它不但會搶奪人類賴以生存的土地資源,更將會導致社會不健康發展;地熱能的開發和空調的使用具有同樣特性,如大規模開發必將導致區域地面表層土壤環境遭到破壞,必將引起再一次生態環境變化;而風能和太陽能對於地球來講是取之不盡、用之不竭的健康能源,他們必將成為今後替代能源主流。
太陽能發電具有布置簡便以及維護方便等特點,應用面較廣,現在全球裝機總容量已經開始追趕傳統風力發電,在德國甚至接近全國發電總量的5%-8%,隨之而來的問題令我們意想不到,太陽能發電的時間局限性導致了對電網的沖擊,如何解決這一問題成為能源界的一大困惑。
風力發電在19世紀末就開始登上歷史的舞台,在一百多年的發展中,一直是新能源領域的獨孤求敗,由於它造價相對低廉,成了各個國家爭相發展的新能源首選,然而,隨著大型風電場的不斷增多,佔用的土地也日益擴大,產生的社會矛盾日益突出,如何解決這一難題,成了我們又一困惑。
早在2001年,MUCE就為了開拓穩定的海島通信電源而開展一項研究,經過六年多研究和實踐,終於將一種成熟的新型應用方式MUCE風光互補系統向社會推廣,這種系統採用了我國自主研製的新型垂直軸風力發電機(H型)和太陽能發電進行10:3地結合,形成了相對穩定的電力輸出。在建築上、野外、通信基站、路燈、海島均進行了實際應用,獲得了大量可靠的使用數據。這一系統的研究成果將為我國乃至世界的新能源發展帶來了新的動力。
新型垂直軸風力發電機(H型)突破了傳統的水平軸風力發電機啟動風速高、噪音大、抗風能力差、受風向影響等缺點,採取了完全不同的設計理論,採用了新型結構和材料,達到微風啟動、無噪音、抗12級以上台風、不受風向影響等性能,可大量用於別墅、多層及高層建築、路燈等中小型應用場合。以它為主建立的風光互補發電系統,具有電力輸出穩定、經濟性高、對環境影響小等優點,也解決了太陽能發展中對電網沖擊等影響。
隨著能源危機日益臨近,新能源已經成為今後世界上的主要能源之一。其中太陽能已經逐漸走入我們尋常的生活,風力發電偶爾可以看到或聽到,可是它們作為新能源如何在實際中去應用?新能源的發展究竟會是怎樣的格局?這些問題將是我們在今後很長時間里需要探索的。
[編輯本段]新能源的環境意義和能源安全戰略意義
我國能源需求的急劇增長打破了我國長期以來自給自足的能源供應格局,自1993年起我國成為石油凈進口國,且石油進口量逐年增加,使得我國接入世界能源市場的競爭。由於我國化石能源尤其是石油和天然氣生產量的相對不足,未來我國能源供給對國際市場的依賴程度將越來越高。
國際貿易存在著很多的不確定因素,國際能源價格有可能隨著國際和平環境的改善而趨於穩定,但也有可能隨著國際局勢的動盪而波動。今後國際石油市場的不穩定以及油價波動都將嚴重影響我國的石油供給,對經濟社會造成很大的沖擊。大力發展可再生能源可相對減少我國能源需求中化石能源的比例和對進口能源的以來程度,提高我國能源、經濟安全。
此外,可再生能源與化石能源相比最直接的好處就是其環境污染少。
新的能源是什麼
1
新能源,包括太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物質能和其他可再生能源。合理的開發利用新能源,可以改善和優化能源結構,保護環境,提高人民生活質量,促進國民經濟和社會可持續發展。
新能源開發利用主要包括新能源技術和產品的科研、實驗、推廣、應用及其生產、經營活動。新能源的開發利用,應當與經濟發展相結合,遵循因地制宜、多能互補、綜合利用、講求效益和開發與節約並舉的原則,宣傳群眾,典型示範,效益引導,實現能源效益、環境效益、經濟效益和社會效益的統一。
2
隨著科學技術和社會生產力的不斷發展,能源的問題顯得越來越重要。目前,全世界的能源仍以煤、石油和天然氣等化石燃料為主。這些化石燃料儲量有限,同時它們又是極其寶貴的化工原料,可以從中提煉和加工出各種化學纖維、塑料、橡膠和化肥等化工產品。將這樣重要的化工原料作為能源來使用實在可惜。隨著社會生產力的發展和人類生活水平的提高,世界能源的消耗量愈來愈大。據估計,全世界石油、天然氣和煤的儲量最多隻能供給人類使用一、二百年。因此,擺在人類面前的一項緊迫的戰略任務就是探索新能源。目前研究開發的新能源主要有以下幾種:
1.地熱能與潮汐能
可利用的地熱資源是地下熱水、地熱蒸氣和熱岩層。地下熱水層一般在地下兩千多米深處,溫度80℃左右。將地下熱水降低壓力使之變成蒸氣(在47.34 kPa時水80℃沸騰),可推動汽輪發電機發電。
潮汐能利用的是海水漲落造成的水位差。此種能量可以作為動力來推動水輪機發電。地球上潮汐漲落中蘊藏的能量是巨大的,但建造大規模的潮汐電站技術上有很多困難,成本也較高。
2.太陽能
太陽每年輻射到地球表面的能量約為5×10^22J,相當於目前世界能量消耗的1.3萬倍,可以說太陽能是取之不盡用之不竭的無污染的理想能源。因此,太陽能的收集利用是當代科學家十分感興趣的問題。
目前太陽能利用主要有三種形式。一種是直接利用太陽輻射熱,建成太陽灶、太陽能熱水器,太陽房(用於採暖)和塑料大棚等,或利用太陽能來發電。太陽能電站是利用集熱器吸收太陽輻射的熱量,其蓄熱材料(液態金屬)溫度可高達1000℃左右。所吸收的熱量通過熱交換器將水變成水蒸氣推動汽輪機發電。這種轉換方式稱之為光-熱轉換。第二種是光-電轉換,即利用太陽能電池將太陽能直接轉換成電能。太陽能電池種類較多,主要有單晶硅電池、砷化鎵電池、磷化銦電池和多晶硅電池等。目前太陽能電池效率還比較低,成本也比較高。它主要用於人造衛星等宇宙飛行器作為各種儀器設備的動力。第三種是光-化學轉換,即將太陽輻射直接轉換成化學能。綠色植物的光合作用就是光-化學轉換,但它還不能完全受人控制。因此,研究各種完全可控的光-化學轉換方法也是當今世界重大的研究課題之一。近年來發現,太陽能輻射到某一光化學反應體系後,能形成動力學上穩定的光產物,使光能轉化為化學能而儲存起來。另外,在催化劑存在時,由太陽光直接分解水而製得氫和氧的方法也是太陽能利用較有發展前途的一條途徑。發展氫能具有獨特的優越性。首先,氫的原料是水,資源豐富。另外氫燃燒後的熱值較高,1g 氫燃燒後可放出143 kJ的熱量,而1g煤燃燒只有31~32kJ,1g汽油燃燒也只有48kJ。還有氫燃燒生成水,它來源於水又還原於水,是順應自然的一種循環,不會打亂自然界的平衡。又因燃燒產物無煙塵以及其它污染物,所以氫能又是無污染的清潔能源。
雖然,地球接受太陽的總能量很大,但是由於其能量密度很低,取得單位能量的一次投資大,能量轉換效率有待提高。
3.核能
原子核裂變和聚變時都放出巨大的能量。原子核能是一種比較理想的能源。
(1)核裂變能
裂變是較重的原子核在足夠能量的中子轟擊下分裂成較輕原子核的過程。當235U原子核發生裂變時,分裂成兩個不相等的碎片和若干個中子。裂變過程相當復雜,已經發現裂變產物有35種元素,放射性核素有200種以上。下面是235U裂變中的一種方式:
[編輯本段]未來的幾種新能源
波能:即海洋波浪能。這是一種取之不盡,用之不竭的無污染可再生能源。據推測,地球上海洋波浪蘊藏的電能高達9×104TW。近年來,在各國的新能源開發計劃中,波能的利用已佔有一席之地。盡管波能發電成本較高,需要進一步完善,但目前的進展已表明了這種新能源潛在的商業價值。日本的一座海洋波能發電廠已運行8年,電廠的發電成本雖高於其它發電方式,但對於邊遠島嶼來說,可節省電力傳輸等投資費用。目前,美、英、印度等國家已建成幾十座波能發電站,且均運行良好。
可燃冰:這是一種與水結合在一起的固體化合物,它的外型與冰相似,故稱「可燃冰」。可燃冰在低溫高壓下呈穩定狀態,冰融化所釋放的可燃氣體相當於原來固體化合物體積的100倍。據測算,可燃冰的蘊藏量比地球上的煤、石油和天然氣的總和還多。
煤層氣:煤在形成過程中由於溫度及壓力增加,在產生變質作用的同時也釋放出可燃性氣體。從泥炭到褐煤,每噸煤產生68m3氣;從泥炭到肥煤,每噸煤產生130m3氣;從泥炭到無煙煤每噸煤產生400m3氣。科學家估計,地球上煤層氣可達2000Tm3。
微生物:世界上有不少國家盛產甘蔗、甜菜、木薯等,利用微生物發酵,可製成酒精,酒精具有燃燒完全、效率高、無污染等特點,用其稀釋汽油可得到「乙醇汽油」,而且製作酒精的原料豐富,成本低廉。據報道,巴西已改裝「乙醇汽油」或酒精為燃料的汽車達幾十萬輛,減輕了大氣污染。此外,利用微生物可製取氫氣,以開辟能源的新途徑。

❺ 化學在新能源發展過程中起著什麼樣的作用

最佳答案 化學是一門實用的中心學科,它與數學、物理學等學科共同成為自然科學迅猛發展的基礎。化學的核心知識已經應用於自然科學的方方面面,與其他學科相輔相成,構成了創造自然、改造自然的強大力量。
1.化學的地位與作用
化學是側重在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性能以及轉化過程的學科。化學過程普遍存在於包括生物體在內的大自然中。化學不但研究自然界的本質,而且創造出具有特殊性質的新化合物,化學與分子生物學、材料科學、環境科學、生物化學等學科有著很深的淵源,在推進其他學科發展的同時自身也得到了進一步的發展。
(1)化學是人類賴以解決食品問題的重要學科之一
化學可以提供一系列農用材料,改善作物生長的自然環境和條件,改善水土保持狀態和光合作用,改變農作物生長周期,改良農作物的品種,達到增產豐收的目的。化學方法提供一系列制劑及材料改進食物生產和保存的方法。
(2)化學對能源的開發利用起著不可忽視的作用
能源工業在很大程度上依賴於化學過程,能源消費的90%以上依靠化學技術。怎樣控制低品位燃料的化學反應,使我們既能保護環境又能使能源的成本合理是化學面臨的一大難題。化石能源的轉化及綜合利用至關重要。可再生新能源的開發離不開以化學為核心的技術的發展。
(3)信息技術的高速發展離不開化學的大力支持
器件的小型化莫過於在分子水平上生產電子器件。開發和研製「分子元件」和「生物晶元」,成為當今分子電子學領域里的重大課題。分子鐵磁體的研究通過掃描探針顯微鏡等新技術研究單個原子和分子的性質和行為,並在分子水平上研製電子器件,組裝分子器件,有賴於化學的支持。
(4)化學是提高人類生存質量的有效保障
人的出生、成長、繁衍、老化、疾病和死亡等所有生命過程都是化學變化的表現。化學靠合理制備葯物對生理學、醫葯學作出貢獻;靠化學合成的醫用材料提供代用品。
資源與環境是維持國民經濟和社會發展的重要基礎保障。基於化學的產業從天然資源中製取大量化肥、農葯、農膜以及鋼鐵、塑料和水泥等原材料,同時生產的大量合成纖維和橡膠等又可彌補農林業的不足,化學能為保護環境提供分析方法,提出新的更代產品和流程。
(5)化學是材料科學發展的基礎化學在原子、分子鏈段以及分子尺度上對材料組織結構的設計、控制及製造技術進行研究,並合成新的物質以代替傳統或稀缺的物質。
依據化學本身對物質結構和成鍵復雜性的深刻理解,在尋找和開發新的功能性材料方面,可以大有作為。
2.50年來我國化學學科的發展歷程與成就
我國化學在建國以來的發展,大致可以分為四個階段:第一階段是建國初期到1955年的恢復和基礎建設時期(1949—1955);第二階段為1956年到1966年,依據12年科學規劃而有序地高速發展;第三階段為十年「文革」期(1966—1976年);第四階段從70年代後期,特別是黨的十一屆三中全會以後,為化學研究全面恢復和發展時期,並從90年代開始,逐漸與世界前沿化學研究接軌。
50年來,我國化學領域在基礎研究、應用研究和開發工作的各個方面都取得了一系列有自己特色的研究成果。據統計,截止到1997年,化學在國家自然科學獎中共獲獎84項,占總數的13.9%。各類科研成果數以千計,在國內外正式學術刊物上發表的論文及研究報告數以萬計。
50年來,我國化學學科取得了一系列的研究成果。先後獲得國家自然科學獎一等獎4項,二等獎29項,三等獎36項,四等獎15項。
3.迎接新世紀挑戰,展望我國2010年化學學科發展
當前,我國所面臨的挑戰有人口控制問題、健康問題、環境問題、能源問題、資源與可持續發展問題等,化學家們希望從化學的角度,通過化學方法解決其中的問題,為我國的發展和民族的振興作出更大的貢獻。
(1)若干化學基本問題的解決,將使化學學科自身在不同層次上得到豐富和發展。反應過程與控制、合成化學、基於能量轉換的化學反應、新反應途徑與綠色化學、設計反應、納米化學與單分子化學、復雜體系的組成、結構與功能間關系研究、物質的表徵、鑒定與測試方法等方面問題將成為21世紀我國化學研究的重要方向,成為我國化學家有所作為的突破點。
(2)學科的滲透與交叉,將使我國化學的發展面臨更多的機會與挑戰。
(3)國民生活質量的提高,將得益於並更大地促進化學的發展。
(4)世紀之交,展望未來十年化學事業的發展和化學對人類生活的影響,我們充滿信心,亦倍感興奮。化學是無限的,化學是至關重要的,它將幫助我們解決21世紀所面臨的一系列問題,化學將迎來她的黃金時代!

❻ 化學與社會的關系 從能源 信息 環境 材料方面談談吧

舊燃料新能源
舊能源新效率無熱引擎出新路:索羅斯投資(投機)新能源的另解
發動機效率趨向100%的舊燃料新能源
氫能、風能、太陽能、海洋能、生物質能和核聚變能……新能源的方式,只是能量利用多步驟中前移的一環。而被忽視,潛力巨大的發動機或做功原理、觀念的革新更是未來能源開發的第一大方向!
現在的能量利用效率不高,浪費驚人。經典的熱機做功方式,能量做功的有用效率只有25%(1/4),最高也就1/3(33.3%).而100%能量中的75%(3/4)、或66.67%(2/3)都作為無用的熱浪費掉了。另有意外,「班克斯熱機」是利用記憶合金製成的不要燃料,不耗電力的高效發動機。
熱機做功的原理是燃料產熱=微觀粒子的無序運動。這個熱運動,平均說三維空間上每個方向的能量各佔1/3,而熱機做有用功的也就三維方向中的一個方向維度。其他二維方向上的能量只好作為廢熱浪費掉!
幾十年前已經開始冷落的「絕熱發動機」沒有象「古典熱機原理」預測的那樣提升發動機的效率。證明古典熱力學機理模型有了問題!而且是大問題!熱機出口溫度與入口溫度的比不是決定發動機效率的關鍵因素!
「絕熱」顯然已經不是提高熱機效率的好創意。原因何在?源自「新熱力學發動機原理」!「無熱發動機」。當熱已經產生,無序運動已經出籠,魔獸就控制不住了!引擎的效率被這1/3或1/4極限桎梏住了。陶瓷「絕熱」只是沒有診斷對的「錯方」,用錯葯就是必然。
當舊能源(包括新能源)沒有產熱,新引擎100%做功才會成為可能!也就是舊、新能源微觀做有序的一維的運動,發動機的效率才能回歸100%,浪費的2/3或3/4能源才可引爾能發,不向或少向環境排泄廢熱,污染環境,節約大自然的資源!
充分利用好舊能源,為新能源的完美浮出打好前站,做好基礎!
節能
節能的中心思想是採取技術上可行、經濟上合理以及環境和社會可接受的措施,來更有效地利用能源資源。為了達到這一目的,需要從能源資源的開發到終端利用,更好地進行科學管理和技術改造,以達到高的能源利用效率和降低單位產品的能源消費。由於常規能源資源有限,而世界能源的總消費量則隨著工農業生產的發展和人民生活水平的提高越來越大,世界各國十分重視節能技術的研究(特別是節約常規能源中的煤、石油和天然氣,因為這些還是寶貴的化工原料;尤其是石油,它的世界貯量相對很少),千方百計地尋求代用能源,開發利用新能源。
能源的可持續發展
必須尋找一些既能保證有長期足夠的供應量又不會造成環境污染的能源。
而目前人類面臨的問題正是:能源資源枯竭;環境污染嚴重。
隨著我國城鎮化進程的不斷推進,能源需求持續增長,能源供需矛盾也越來越突出,迫在眉睫的問題是,中國究竟該尋求一條怎樣的能源可持續發展之路?業內官員和學者認為,為了實現能源的可持續發展,中國一方面必須「開源」,即開發核電、風電等新能源和可再生能源,另一方面還要「節流」,即調整能源結構,大力實施節能減排。
開發新能源和可再生能源是能源可持續發展的應有之義。我國的能源供應結構里,煤炭、石油與天然氣等不可再生能源占絕大部分,新能源和可再生能源開發不足,這不僅造成環境污染等一系列問題,也嚴重製約能源發展,必須下大力氣加快發展新能源和可再生能源,優化能源結構,增強能源供給能力,緩解壓力。
我國的核電裝機容量不到發電裝機容量的2%,遠低於世界17%的平均水平,應當採取有效的措施,解決技術路線、投資體制、燃料保障等問題,使我國核電發展的步子邁得更大一些。同時,我國的風電資源量在10億千瓦左右,目前僅開發幾百萬千瓦,應當對風電發展進行正確引導,促進用電健康可持續發展。
走能源可持續發展之路,從大的能源結構來講,還是要加快發展核電。最近一兩年,從中央到國務院,都堅定了加快發展核電的信心,今年以來核電的工作力度也在加大。在今後一個時期,在優化能源結構方面,核電的比重、速度要保持相對快速的增長,規模要在短期內有比較大的提升。不光是沿海,還要逐步向中部地區發展。
節能減排是能源可持續發展的必由之路。侯雲春表示,我國能源需求結構不合理突出表現在能源利用消耗高、浪費大、污染嚴重,緩解能源供需矛盾問題,從根本上就是大力節約和合理使用,提高其利用效率,嚴格控制鋼鐵、有色、化工、電力等高耗能產業發展,進一步淘汰落後的生產能力。同時,還要大力發展循環經濟、積極開展清潔生產,全面推進管理節能,大力推廣節能市場機制,促進節能發展,廣泛開展全民節能活動。
能源危機
由於石油、煤炭等目前大量使用的傳統化石能源枯竭,同時新的能源生產供應體系又未能建立而在交通運輸、金融業、工商業等方面造成的一系列問題統稱能源危機。
根據經濟學家和科學家的普遍估計,到本世紀中葉,也即2050年左右,石油資源將會開采殆盡,其價格升到很高,不適於大眾化普及應用的時候,如果新的能源體系尚未建立,能源危機將席捲全球,尤以歐美極大依賴於石油資源的發達國家受害為重。最嚴重的狀態,莫過於工業大幅度萎縮,或甚至因為搶占剩餘的石油資源而引發戰爭。
為了避免上述窘境,目前美國、加拿大、日本、歐盟等都在積極開發如太陽能、風能、海洋能(包括潮汐能和波浪能)等可再生新能源,或者將注意力轉向海底可燃冰(水合天然氣)等新的化石能源。同時,氫氣、甲醇等燃料作為汽油、柴油的替代品,也受到了廣泛關注。目前國內外熱情研究的氫燃料電池電動汽車,就是此類能源中介應用的典型代表。
能源是整個世界發展和經濟增長的最基本的驅動力,是人類賴以生存的基礎。自工業革命以來,能源安全問題就開始出現。1913年,英國海軍開始用石油取代煤炭作為動力時,時任海軍上將的邱吉爾就提出了「絕不能僅僅依賴一種石油、一種工藝、一個國家和一個油田」這一迄今仍未過時的能源多樣化原則。伴隨著人類社會對能源需求的增加,能源安全逐漸與政治、經濟安全緊密聯系在一起。兩次世界大戰中,能源躍升為影響戰爭結局、決定國家命運的重要因素。法國總理克萊蒙梭曾說,「一滴石油相當於我們戰士的一滴鮮血」。可見,能源安全的重要性在那時便已得到國際社會普遍認可。20世紀70年代爆發的兩次石油危機使能源安全的內涵得到極大拓展,特別是1974年成立的國際能源署正式提出了以穩定石油供應和價格為中心的能源安全概念,西方國家也據此制定了以能源供應安全為核心的能源政策。在此後的二十多年裡,在穩定能源供應的支持下,世界經濟規模取得了較大增長。但是,人類在享受能源帶來的經濟發展、科技進步等利益的同時,也遇到一系列無法避免的能源安全挑戰,能源短缺、資源爭奪以及過度使用能源造成的環境污染等問題威脅著人類的生存與發展。
目前世界上常規能源的儲量有的只能維持半個世紀(如石油),最多的也能維持一、兩個世紀(如煤)人類生存的需求。
今天的世界人口已經突破60億,比上個世紀末期增加了2倍多,而能源消費據統計卻增加了16倍多。無論多少人談論「節約」和「利用太陽能」或「打更多的油井或氣井」或者「發現更多更大的煤田」,能源的供應卻始終跟不上人類對能源的需求。當前世界能源消費以化石資源為主,其中中國等少數國家是以煤炭為主,其它國家大部分則是以石油與天然氣為主。按目前的消耗量,專家預測石油、天然氣最多隻能維持不到半個世紀,煤炭也只能維持一、兩個世紀。所以不管是哪一種常規能源結構,人類面臨的能源危機都日趨嚴重。
當前世界所面臨的能源安全問題呈現出與歷次石油危機明顯不同的新特點和新變化,它不僅僅是能源供應安全問題,而是包括能源供應、能源需求、能源價格、能源運輸、能源使用等安全問題在內的綜合性風險與威脅。
作為世界上最大的發展中國家,中國是一個能源生產和消費大國。能源生產量僅次於美國和俄羅斯,居世界第三位;基本能源消費佔世界總消費量的l/10,僅次於美國,居世界第二位。中國又是一個以煤炭為主要能源的國家,發展經濟與環境污染的矛盾比較突出。近年來能源安全問題也日益成為國家生活乃至全社會關注的焦點,日益成為中國戰略安全的隱患和制約經濟社會可持續發展的瓶頸。上個世紀90年代以來,中國經濟的持續高速發展帶動了能源消費量的急劇上升。自1993年起,中國由能源凈出口國變成凈進口國,能源總消費已大於總供給,能源需求的對外依存度迅速增大。煤炭、電力、石油和天然氣等能源在中國都存在缺口,其中,石油需求量的大增以及由其引起的結構性矛盾日益成為中國能源安全所面臨的最大難題。
就可預見的未來來看,汽車不會大量減少的,但是石油危機的確會對汽車業有一定的影響,比如開發新型汽車(像混合動力、燃料電池、氫動力、太陽能等)以減輕對石油的依賴,減少一些不必要的汽車使用(主要是指私家車)以節約燃料等,但是總的來看不用擔心汽車減少這個問題。
啟示與建議
1. 依靠科技進步和政策引導,提高能源效率,走高效、清潔化的能源利用道路。中國有自己的國情,中國能源資源儲量結構的特點及中國經濟結構的特色,決定在可預見的未來,我國以煤炭為主的能源結構將不大可能改變,我國能源消費結構與世界能源消費結構的差異將繼續存在,這就要求中國的能源政策,包括在能源基礎設施建設、能源勘探生產、能源利用、環境污染控制和利用海外能源等方面的政策應有別於其他國家。鑒於我國人口多、能源資源特別是優質能源資源有限,以及正處於工業化進程中等情況,應特別注意依靠科技進步和政策引導,提高能源效率,尋求能源的清潔化利用,積極倡導能源、環境和經濟的可持續發展。
2. 積極借鑒國際先進經驗,建立和完善我國能源安全體系。為保障能源安全,我國一方面應借鑒國際先進經驗,完善能源法律法規,建立能源市場信息統計體系,建立我國能源安全的預警機制、能源儲備機制和能源危機應急機制,積極倡導能源供應在來源、品種、貿易、運輸等方式的多元化,提高市場化程度;另一方面應加強與主要能源生產國和消費國的對話,擴大能源供應網路,實現能源生產、運輸、采購、貿易及利用的全球化.
趨勢
新能源發展現狀和趨勢
部分可再生能源利用技術已經取得了長足的發展,並在世界各地形成了一定的規模。目前,生物質能、太陽能、風能以及水力發電、地熱能等的利用技術已經得到了應用。
國際能源署(IEA)對2000~2030年國際電力的需求進行了研究,研究表明,來自可再生能源的發電總量年平均增長速度將最快。IEA的研究認為,在未來30年內非水利的可再生能源發電將比其他任何燃料的發電都要增長得快,年增長速度近6%在2000~2030年間其總發電量將增加5倍,到2030年,它將提供世界總電力的4.4%,其中生物質能將占其中的80%。
目前可再生能源在一次能源中的比例總體上偏低,一方面是與不同國家的重視程度與政策有關,另一方面與可再生能源技術的成本偏高有關,尤其是技術含量較高的太陽能、生物質能、風能等據IEA的預測研究,在未來30年可再生能源發電的成本將大幅度下降,從而增加它的競爭力。可再生能源利用的成本與多種因素有關,因而成本預測的結果具有一定的不確定性。但這些預測結果表明了可再生能源利用技術成本將呈不斷下降的趨勢。
我國政府高度重視可再生能源的研究與開發。國家經貿委制定了新能源和可再生能源產業發展的「十五」規劃,並制定頒布了《中華人民共和國可再生能源法》,重點發展太陽能光熱利用、風力發電、生物質能高效利用和地熱能的利用。近年來在國家的大力扶持下,我國在風力發電、海洋能潮汐發電以及太陽能利用等領域已經取得了很大的進展。
新能源(或稱可再生能源更貼切)主要有:太陽能、風能、地熱能、生物質能等。生物質能在經過了幾十年的探索後,國內外許多專家都表示這種能源方式不能大力發展,它不但會搶奪人類賴以生存的土地資源,更將會導致社會不健康發展;地熱能的開發和空調的使用具有同樣特性,如大規模開發必將導致區域地面表層土壤環境遭到破壞,必將引起再一次生態環境變化;而風能和太陽能對於地球來講是取之不盡、用之不竭的健康能源,他們必將成為今後替代能源主流。
太陽能發電具有布置簡便以及維護方便等特點,應用面較廣,現在全球裝機總容量已經開始追趕傳統風力發電,在德國甚至接近全國發電總量的5%-8%,隨之而來的問題令我們意想不到,太陽能發電的時間局限性導致了對電網的沖擊,如何解決這一問題成為能源界的一大困惑。
風力發電在19世紀末就開始登上歷史的舞台,在一百多年的發展中,一直是新能源領域的獨孤求敗,由於它造價相對低廉,成了各個國家爭相發展的新能源首選,然而,隨著大型風電場的不斷增多,佔用的土地也日益擴大,產生的社會矛盾日益突出,如何解決這一難題,成了我們又一困惑。
早在2001年,MUCE就為了開拓穩定的海島通信電源而開展一項研究,經過六年多研究和實踐,終於將一種成熟的新型應用方式MUCE風光互補系統向社會推廣,這種系統採用了我國自主研製的新型垂直軸風力發電機(H型)和太陽能發電進行10:3地結合,形成了相對穩定的電力輸出。在建築上、野外、通信基站、路燈、海島均進行了實際應用,獲得了大量可靠的使用數據。這一系統的研究成果將為我國乃至世界的新能源發展帶來了新的動力。
新型垂直軸風力發電機(H型)突破了傳統的水平軸風力發電機啟動風速高、噪音大、抗風能力差、受風向影響等缺點,採取了完全不同的設計理論,採用了新型結構和材料,達到微風啟動、無噪音、抗12級以上台風、不受風向影響等性能,可大量用於別墅、多層及高層建築、路燈等中小型應用場合。以它為主建立的風光互補發電系統,具有電力輸出穩定、經濟性高、對環境影響小等優點,也解決了太陽能發展中對電網沖擊等影響。
隨著能源危機日益臨近,新能源已經成為今後世界上的主要能源之一。其中太陽能已經逐漸走入我們尋常的生活,風力發電偶爾可以看到或聽到,可是它們作為新能源如何在實際中去應用?新能源的發展究竟會是怎樣的格局?這些問題將是我們在今後很長時間里需要探索的。

❼ 化學在新能源開發方面的作用

未來化學的作用和地位

未來化學在人類生存、生存質量和安全方面將以新的思路、觀念和方式繼續發揮核心科學的作用。應該說,20世紀的化學科學在保證人類衣食住行需求、提高人類生活水平和健康狀態等方面起了重大作用,21世紀人類所面臨的糧食、人口、環境、資源和能源等問題更加嚴重,雖然這些難題的解決要依賴各個學科,但無論如何總是要依靠研究物質基礎的化學學科。

(1) 化學仍然是解決食品問題的主要學科之一

化學將在設計、合成功能分子和結構材料以及從分子層次闡明和控制生物過程(如光合作用、動植物生長)的機理等方面,為研究開發高效安全肥料、飼料和肥料/飼料添加劑、農葯、農用材料(如生物可降解的農用薄膜)、生物肥料、生物農葯等打下基礎。利用化學和生物的方法增加動植物食品的防病有效成分,提供安全的有防病作用的食物和食物添加劑,改進食品儲存加工方法,以減少不安全因素等,都是化學研究的重要內容。

(2) 化學在能源和資源的合理開發和高效安全利用中起關鍵作用

在能源和資源方面,未來化學要研究高效潔凈的轉化技術和控制低品位燃料的化學反應;新能源如太陽能以及高效潔凈的化學電源與燃料電池等都將成為21世紀的重要能源,這些研究大多都需要從化學基本問題作起,否則,很難取得突破。礦產資源是不可再生的,化學要研究重要礦產資源(如稀土)的分離和深加工技術以及利用。

❽ 化學與能源.資源的關系

能源和環境是當今人類面臨的兩大問題。目前,化石燃料是人類生產.生活的主要能源。隨著全球能源使用量的增長,及不科學使用,化石燃料等不可再生能源將日益枯竭,並對環境產生嚴重影響。這就迫切要求人們開發氫能,核能,風能,地熱能,太陽能,和潮汐能等新能源。這些能源的利用與開發,不但可以部分解決化石能源面臨耗盡的危機,還可以減少對環境的污染。

❾ 我們應該如何看待化學與能源的關系

一、化學與農業的關系人類對化學的認識和利用始於農業。兩千多年前,人類就能夠通過腐殖或燃燒植物獲得肥料,通過用石灰對酸性土壤的改良,爭取糧食的豐產豐收。20世紀初,人類發明了合成肥料,而後又創造了各種農葯、高效飼料、肥料添加劑。特別是20世紀中葉,以土壤為基礎,以植物營養為中心,以肥料為手段綜合研究三者之間關系的農業化學的出現,將盆栽試驗、田間試驗、農業化學分析、作物營養診斷、同位素技術、儀器分析技術等化學技術應用於農業,開辟了農業生產的新天地。無論在任何時候,農業都離不開化學的支持。比如:要使農作物優質高產,就必須防治病蟲害,防治病蟲害在目前的條件下首選就是使用農葯,而研製高效低殘毒的農葯必須應用化學知識。為了使農作物的果實色澤、大小、品質、風味及抗逆能力符合人們的要求,就必須對作物的生長發育過程實施人工調控,而植物生長調控劑的研究也需要化學。隨著人們對生活品質的要求越來越高,對農產品的深加工,提高其附加值,便於人們對其營養成分的吸收,更是化學的功勞。二、化學與食品的關系食品中的三大主要營養素是糖、脂肪和蛋白質。在人體內,糖被氧氣氧化後,產生足夠的熱量,供人們進行各種活動的需要;脂肪供給人體熱量以維持體溫;蛋白質是人類細胞原生質的組成部分,能夠促進人體組織的生長和修補。除此之外,食品還含有多種維生素、纖維素、礦物質和微量元素,使人體得到均衡發展,增強抵抗力,抵禦各種傳染病。為了增強食品的營養成分,改善食品的品質,延長食品的保存期,人們往往要通過化學的手段,達到既定的目的。比如:生柿子含有鞣質,不僅澀口,還對胃腸有刺激。我們就可以把生柿子密閉在一個室內,增加室內二氧化碳的濃度,降低氧氣的濃度。使生柿子在缺氧呼吸的條件下,內部產生乙醛、丙酮等有機物。而這些有機物能將溶解於水的鞣質變成難以溶解於水的物質,於是柿子吃起來沒有澀味,又香又甜。在我們的生活中,製作糕點、饅頭等的面團一般都要添加酵母或發醇粉進行發酵,使製成的糕點、麵包疏鬆可口。這實質是在食品製做中應用了化學反應。酵母中的酶促進麵粉中原含有的微量蔗糖以及新產生的麥芽糖發生水解;發酵粉受熱時就產生出二氧化碳氣體,使面製品成為疏鬆、多孔的海綿狀。可以說沒有化學就沒有現代食品的色香味俱全。三、化學與能源的關系能源問題關繫到一個國家、一個民族的長遠發展。隨著社會經濟規模的不斷擴大,以煤、石油、天然氣為主的化石能源需求持續增加,給人類帶來了巨大的能源壓力,化學則提供了一些解決能源問題的途徑。一是通過化學手段提高能源的利用率。包括:①提高石油的利用率。西德漢堡大學卡密斯庫教授發現的一種新型石油化工催化劑——由鈷化物和鋁氧烷絡合而成的固相鈷催化劑,具有活性高、能迅速形成大聚合物鏈、可將丙烯或高級α—烯烴生成高分子量的無規聚合物、與澱粉或纖維素以及其他填料生成均勻聚烯烴復合材料、壽命長、易長期保存等優點,提高了石油化工裝置的經濟效益。②帶動了新型煤化工。煤的直接液化是煤化工領域的高新技術。該技術是將煤在450 ℃高溫和10~30MPa高壓下催化加氫,獲得液化油,並進一步加工成汽油、柴油及其它化工產品。也可以對煤間接液化。將煤氣化並製得合成氣(CO、H2) ,然後通過F - T 合成,得到發動機燃料油和其它化工產品。二是通過化學手段發掘新能源。包括:①燃料電池。將儲存於燃料(H2、甲醇等) 中的化學能轉化為電能。②開發金屬氫化物中以原子形式存儲的氫。③研製單晶硅、多晶硅和非晶硅系列太陽能電池。四、化學與材料的關系材料與糧食一樣,是人類賴以生存和發展的物質基礎。化學是新材料的「源泉」,每一種新材料的出現,都是人類文明的一件大事,也是化學學科的一件大事。早在2500年前,文明的祖先就開始了金屬合金的研究,1965年在湖北望山一號楚墓出土的越王勾踐的寶劍和青銅編鍾,表明當時的銅合金技術已經達到非常成熟的境界。盛行於唐宋時期的唐三彩體現了化學工藝在陶瓷燒結中的高超造詣。現代工業中的鋼鐵冶煉技術,應用了化學中的氧化還原反應原理;金屬防腐技術,運用了化學中的置換反應原理。20世紀中期科學家在電子信息材料的基礎上實現了電子元件的大型集成化,為電子產品的微型化、智能化、低耗能、高品質創造了條件。21世紀,人類進入了納米材料時代,比如由4.6%的光肽纖維、40.2%的竹纖維、37%的納米硒纖維、18.2%的純棉纖維科學配置成的納米服飾就是化學在服裝領域應用的新成果。這種納米服飾抗菌、阻擋紫外線,還含有人體必需的、體內不能生成的以納米硒為主體的多種微量元素,具有保肝護肝、預防多種疾病的功能。化學還廣泛應用於現代建築材料的研究,08年北京奧運會的「水立方」外層覆蓋的藍膜就是材質為「ETFE」(即「乙烯-四氟乙烯共聚物」)的環保節能透明膜。這種材料耐腐蝕性、保溫性俱佳,自清潔能力強,抗壓能力強,且能起到遮光、降溫的作用。五、化學與醫葯的關系化學是醫葯健康的基礎。在中國,2000多年前人們就知道了在發生汞、鉑、鉻等重金屬中毒時,利用牛奶、生雞蛋白、豆漿等食物中豐富的蛋白質與重金屬離子作用,減輕人體器官和血液的蛋白質發生沉澱,緩解中毒的毒性(《神農本草》)。現代醫葯(無論是中葯還是西葯)的研究幾乎都離不開化學,化學遍及與醫葯相關的所有領域。許多醫療器材的工作原理與化學密切相關,供氧器就是利用過氧化鈉與二氧化碳反應來制氧;大多數醫療習慣與化學有關,最常見的就是用酒精殺毒、滅菌。化學在醫葯領域最具影響力的莫過於青黴素的發明。當常規消炎葯物對葡萄球菌感染束手無策時,英國細菌學家弗萊明培養這種黴菌進行了多次試驗,發明了葡萄球菌的剋星—青黴素。生物化學家錢恩、弗羅里、瓦爾特深化了青黴菌的培養和青黴素的分離、提純和強化,使其抗菌力提高了幾千倍同,並大規模生產出實用的青黴素。青黴素的開發成功,挽救了數以億計人的生命。因此,弗萊明、錢恩、弗羅里、瓦爾特四人一起獲得1945年的諾貝爾醫學獎。目前,無數的化學家正在為人類和動物的健康從事葯物化學研究,以化學為武器向癌症、艾滋病等不治之症發起沖鋒。

❿ 化學與能源的關系論文

1.常規能源——礦物燃料

常規性能源主要為礦物燃料的煤、石油、天然氣等。

煤在國民經濟中佔有很重要的地位,被稱為「黑色的金子」、「現代工業的糧食」。它是由有機物和無機物組成的復雜混合物,主要含有C元素。煤的主要加工方式是把它隔絕空氣加熱,使其分解生成焦炭、煤焦油和焦爐氣等。焦炭是冶金工業的重要原料,煤焦油是重要的化工原料,而焦爐氣則是重要的燃料。在加工煤炭以及使用煤作燃料的過程中,對於所產生的煤灰、煤渣、「廢氣」、「廢液」都應加以合理的處理和利用,一定要做到消除污染,保護環境。

石油被稱為「現代工業的血液」,也是一種混合物,主要含有碳、氫兩種元素,同時還有少量的S、O、N等元素。因其成分復雜,很少直接使用,一般須進行煉制,通過煉制可以獲得汽油、煤油、柴油等燃料和各種機器所需的潤滑油以及許多氣態烴等產品。在大力發展石油工業的過程中,我們必須高度重視石油煉制、石油化工等工業產生的「廢水」、「廢氣」和「廢渣」以及海底採油、油船運輸等對大氣、地面和江河湖海的污染。

天然氣是當今世界上最重要的氣體礦物燃料,主要成分為甲烷,是蘊藏在地下的一種重要能源。也是一種污染比較小的燃料。

2.綠色能源——太陽能

太陽能是個巨大的能源,可以通過四個渠道被人類利用:(1)通過大氣和水分的升騰循環,再通過風、流水、波浪、海流等以風能、水能等形式表現出來。(2)被海洋吸收,成為海洋內能,再以潮汐能的形式釋放出來。(3)通過植物的光合作用把太陽能轉化和儲存起來,再以草木、沼氣、煤、石油、天然氣等燃料的形式釋放出來。(4)通過轉換成電能被人們直接使用,如:太陽能照相機,太陽能電話,太陽能冰箱,太陽能電視機,太陽能住宅。

3.其它能源——氫能、核能

氫氣作為正在崛起的新型能源,引起人們的高度重視。

其主要的優點在於:(1)礦物資源是有限的,而氫氣可以用水作原料來製取,有廣泛的來源。(2)氫氣燃燒時放出的熱量多,每千克氫氣燃燒發熱量高達143000千焦,為同質量汽油的三倍。(3)氫氣燃燒的產物是水,對環境無污染,是一種清潔能源。

發展氫能源還需要解決如何廉價、大量地制備氫氣及如何安全貯存、運輸氫氣等問題。

核能是現代人類社會高度進步的象徵,也是一種潔凈的能源。其優點主要有:

(1)干凈並相對安全。

(2)核燃料資源豐富。海水中氘的儲量達45萬億噸,作為能量資源,可供人類使用上百億年。

(3)核燃料量小,可緩解交通運輸的緊張。

(4)成本低,經濟合算。

世界上第一座核電站建於前蘇聯的奧布寧期克,於1954年6月27日投產運行,其熱功率為3萬千瓦。我國第一座自行設計建造的秦山核電站於1991年12月15日發電,功率為30萬千瓦。

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