化石能源的快速消耗和隨之而來的環(huán)境污染問題,越來越影響社會的可持續(xù)發(fā)展。因此,發(fā)展和應(yīng)用可再生能源就尤為重要。其中太陽能作為最基本、清潔且用之不竭的能量來源,受到人們的廣泛關(guān)注。而基于染料敏化納米晶的太陽能電池由于成本低、制備工藝簡單和效率高而成為近些年光電轉(zhuǎn)換領(lǐng)域發(fā)展的重要方向。然而,由于太陽能本身具有的間歇性和不穩(wěn)定性等問題,難以通過單一的染料敏化太陽能電池獲取連續(xù)穩(wěn)定的能量。因此,為了解決這個問題,需要構(gòu)建一種兼具光電轉(zhuǎn)化和能量原位存儲的新復(fù)合電池體系。本論文的工作主要基于染料敏化光電轉(zhuǎn)化技術(shù),設(shè)計出了幾種光能原位儲存的體系,包括兼具廢水處理功能的光促燃料電池、基于鈉離子儲存的光電轉(zhuǎn)化電池、基于氧化還原電解液的光電液流電池和光促產(chǎn)氫系統(tǒng),主要內(nèi)容如下:1.基于染料敏化太陽能光電轉(zhuǎn)化技術(shù),構(gòu)建以有機廢水為燃料,利用光生空穴降解廢水且同時產(chǎn)生電能的光促燃料電池。該電池結(jié)構(gòu)以染料敏化的Ti02為光陽極,α-Mn02空氣電極為光陰極,甲基橙水溶液為模擬污染物。在實驗中,當光照強度為100 nw/cm2、甲基橙水溶液濃度為20 mg/L和放電電流密度設(shè)定為20 μA/cm2時,該體系在60... 

【文章來源】：武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－２中國主要能源消耗量示意圖??

１－１可以看出，目前全球能源消耗最多的是化石類能源，在總能源消耗中比例高??達８４％。其中煤炭占比為２８％、石油占比為３４％、天然氣資源占據(jù)了?２２％。從??圖１－２可以看出，自１９９７年開始到２０１５年，中國對煤炭、石油、天然氣的使用??量，都呈逐年增加的趨勢，而且天然氣和煤炭的消耗增長速度尤其明顯。??ＧＬＯＢＡＬ?ＥＮＥＲＧＹ?ＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮ?／?ｆ??ｏ，ｌｕｉ?—Ｆ??ＮＡＴＵＲＡＬ?ＧＡＳ??ＲＥＮＥＷＡＢＬＥ??圖１－１世界能源消耗種類示意圖［Ｕ１??３０００－??＾?２５００－?ｆｔ?＾?＠?Ｓ?Ｐ??％?ａｉ（ｌ｜｜??＾?２０００－?｜?＿?議?＿?疆??ｔ?．；Ｉｆ?ｊ０?ＪＩ??－１５００－?調(diào)幾緣錫＿錄＿綴錢■羅??Ｉ?１１?ｉ?；ｉ?４?１?＾?４１?＾??＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾?４＂＾?４??圖１－２中國主要能源消耗量示意圖??經(jīng)過大量的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的化石類燃料（煤炭石油天然氣）在不斷消耗的??１??

１．?１．２可再生能源的應(yīng)用??目前可再生能源主要分為以下幾大類，風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽堋??太陽能，氫能等，如圖１－３所示。其中風(fēng)能的能源儲備量巨大，每年利用風(fēng)所產(chǎn)??生的能量相當于上個世紀９０年代初期全世界每年所使用燃料產(chǎn)生能量的幾千倍??ｔ２４＿２６Ｌ對于地?zé)崮軄碚f，人們對其利用的方式則更為簡單，不僅可以直接使用由??地?zé)崮墚a(chǎn)生的溫泉，也可以利用地?zé)崮苓M行發(fā)電［２７＿２９］。人們對生物質(zhì)能的開發(fā)利??用是僅次于對煤炭石油和天然氣的使用。雖然通過生物質(zhì)能產(chǎn)生的污染較少，且??儲備量豐富，分布也很廣泛，但是其利用率低成本高［３（）＿３２］。在利用潮汐發(fā)電時，??由于工程量較大，前期經(jīng)濟成本投入過高，所以還沒有大規(guī)模的進行使用［３３＿３５］。??由于氫在宇宙中分布廣泛，來源豐富，所以氫能現(xiàn)在被廣泛用在燃料和發(fā)電系統(tǒng)??ｇ?巾［３６－３８］。??（Ｒｅｉｉｃｗａｂｔｅ?Ｅｍｍ＇?Ｒｅｓ？ｉｔｒｃ＾）????????１一―一—：????????１?￣￣￣Ｉ?ｉ?ｉ?１?１??圖１－３可再生新能源的分類示意圖ＰＩ??２??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]中國能源消費增長的問題及對策研究[D]. 聶洪光.吉林大學(xué) 2013



本文編號：3055324