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《大學(xué)化學(xué)論文》
大學(xué)化學(xué)論文
課題名稱:基于燃料電池原理的新型太陽能強力蓄電池
作者:北京航空航天大學(xué)宇航學(xué)院351512班 趙文
作者簡介:趙文,男,1988年3 月出生,籍貫:四川.2004年十月參加全國中學(xué)生物理競賽榮獲全國一等獎,被保送至北京航空航天大學(xué)宇航學(xué)院學(xué)習(xí).愛好程序設(shè)計,手工制作等,勤于鉆研.大一期間,擔(dān)任宇航學(xué)院3515大班刊《領(lǐng)航》主編,領(lǐng)導(dǎo)北斗工作室.
基于燃料電池原理的新型太陽能強力蓄電池
隨著化石燃料消耗量的逐漸增大及其儲存量的逐漸枯竭,以及對環(huán)境保護的日益重視,以石油、煤炭、天然氣為代表的一次能源將逐步被太陽能、風(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能等清潔可再生能源所取代.太陽能是地球上能量的最終來源,既是一次能源,又是可再生能源.它資源豐富,既可免費使用,又無需運輸,對環(huán)境無任何污染.太陽每年到達(dá)地球表面的能總量相當(dāng)于目前世界主要能源探明儲量的1萬倍,真可謂取之不盡.相對于日益枯竭的化石能源來說,太陽能似乎是未來社會能源的希望所在.加上太陽能的普遍性、清潔性和利用的經(jīng)濟性,太陽能很可能在未來世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換中擔(dān)當(dāng)重任,成為理想的替代能源.
然而傳統(tǒng)的太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率卻并不令人滿意,大多都在20%左右.如果硅太陽能電池23%,多晶硅薄膜太陽能電池19%,非晶硅薄膜太陽能電池13%,多元化合物薄膜太陽能電池,24.2%,況且傳統(tǒng)的太陽能電池由于限于體積的大小,輸出的功率十分有限,根本不能滿足大功率的活動需要,況且太陽能電池在應(yīng)用時還會受到天氣情況的影響,在沒有陽光的時候或者夜里,這種太陽能電池也可以說是"巧婦難為無米之炊了"!然而當(dāng)今世界研究的另一個熱門課題是利用氫能源制造燃料電池.目前,眾多國家和地區(qū)正在紛紛采取措施,發(fā)展本國的"氫經(jīng)濟",燃料電池又以他獨特的高效性和清潔性深深的吸引著人們的目光.燃料電池使用氣體燃料(如氫氣)和氧氣直接反應(yīng)產(chǎn)生電能,其獨特的高效率、低污染的性質(zhì)深深的吸引著人們的目光,是一種很有前途的能源利用方式.但傳統(tǒng)燃料電池使用氫為燃料,而氫既不易制取又難以儲存,導(dǎo)致燃料電池成本居高不下.`
于是,基于上述兩大熱門的課題,我們試想是否可以將兩種新能源有機的結(jié)合起來造出一種高效的太陽能燃料電池,來適應(yīng)未來世界對高效大功率持續(xù)清潔的能源的要求.我們的設(shè)想是:能過一種裝置,在白天有光的時候能夠自動地將電池內(nèi)的水電解,生成氫氣和氧氣,這一過程我們叫它充電過程.然后用專門的吸收裝置把氣體分別吸收儲存以備需要的是候使用.這一過程我們叫它吸收儲備過程.接下來就是使用了,當(dāng)我們需要電能的時候,電池中儲存的氣體就可以按需要逸出,以燃料電池的形式為用戶供電并生成水,可以進入電池中循環(huán)利用.這一過程我們可以叫它供電過程.
由上述的幾個步驟中,我們就可以明顯地看出這種新型電池的巨大優(yōu)勢和強大的生命力了!
首先,在充電過程中,由于是采用了自動太陽能充電裝置,所以不需要人去經(jīng)營操縱,也不需像其它蓄電池一樣需要用電能為它充電,只要電池內(nèi)的電量沒有滿,即里面還有水,只要在有光線的地方,就可以對它進行自動充電,有了這樣一塊電池,我們就不用再為出門在外手機斷電,卻找不到充電的地方而發(fā)愁了.相當(dāng)于擁有了一塊無需照顧的終身電池了.
其次,在吸收儲備過程中我們沒有采用傳統(tǒng)的高壓氣態(tài)存儲、低溫液氫存儲,因為這樣的設(shè)計對電池的外殼強度或者溫度要求特別高,而且還有爆炸的危險.對于這種電池的民用普及造成很大困難.而我們采用的是用儲氫材料存儲,設(shè)想用一種固體材料將氫氣或氧氣吸附,待使用時又可按需求供應(yīng),這類似于諾貝爾當(dāng)年用硅藻土吸附烈性炸藥TNT一樣,這樣就可以解決傳統(tǒng)儲備過程中的易爆問題.據(jù)悉,這種技術(shù)的研究已經(jīng)取的很大進展.如GM(通用汽車)和它的合作伙伴,研究了一種金屬氫化物,在這種化合物中,氫被重量較輕的金屬元素所束縛.當(dāng)加熱時,這些金屬氫化物粉末就分解,釋放出氫氣. 轉(zhuǎn)載本word文檔請注明出處：
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