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新能源材料简介PBOB真人下载(中国)有限公司PT课件发布日期:2023-01-25 浏览次数:

  bob视讯• Ni/MH电池开发重点是大功率、高容量方向。国际 上主要汽车公司如GM、Ford和Toyota等相继开发 出Ni/MH电动汽车和混合电动汽车,

  ➢尽管在新能源领域有了大规模的增长,但风力发电 量只占据中国电力消耗总量的1% 。

  • 为缓解和解决能源危机,科学家提出资源与能源 最充分利用技术和环境最小负担技术。

  • 新能源与新能源材料是两大技术的重要组成部分。 • 新能源的发展必须靠利用新的原理来发展新的能

  源系统,同时还必须靠新材料的开发与利用才能 使新系统得以实现,并提高其利用效率,降低成 本。 • 发展新能源材料是解决能源危机的根本途径。

  ➢资 源 丰 富, 地 球 表面 有 丰 富的 水 资 源 , 水 中 含氢 量 达 到11.1%;

  • 晶体硅太阳电池具有性能稳定、资源丰富、无毒 性等优点,是目前市场上的主导产品。

  • 非晶硅太阳电池是以非晶硅为基体的薄膜太阳电 池,电池效率已达到13%;世界总组件生产能力 达到每年50MW,应用规模从手表、计算机等消费 品用电源发展到兆瓦级的独立电站。

  一般是在150个大气压下储存在钢瓶内,氢气重量 不到钢瓶重量的1/100,且有爆炸危险,很不方便。 • 为解决氢的储存和运输问题,人们研发了相应的 储氢材料,主要包括活性炭、无机化合物、有机 化合物以及合金化合物四大类储氢材料。

  换 效 率 高 、 抗 辐 照 性 能 好 , 是 太空站上的GaAs太阳电池

  • 纳米太阳电池(简称NPC电池)是一种由镀有透明导 电膜的导电玻璃、多孔纳米TiO2、染料光敏化剂、 固体电解质膜以及铂电极组成的一种光电化学式 电池。

  • 传统二次电池如铅酸电池和镉镍电池理论比能量低, 且铅和镉都是有毒金属,对环境污染极大。

  • 目前应用较广的是镍氢电池(表示为Ni/MH电池)和 锂离子电池(表示为LIB电池),不但性能优良,而 且污染较小,被称为绿色电池。

  • Ni/MH电池的正极材料采用Ni(OH)2,负极材料为 储氢合金,电解质为KOH水溶液。

  • 在一定温度和氢气压力下能多次吸收、储存和释 放氢气的合金被称为储氢合金。

  ➢已开采800亿吨石油,按现在的开采速度, 地球上已探 明的1770亿吨石油储量仅够开采50年;

  • 储氢合金材料达到实用目的,必须满足下列要求: ➢储氢量大,能量密度高; ➢吸氢和放氢速度快; ➢氢化物生成热小; ➢分解压适中: ➢容易活化; ➢化学稳定性好; ➢在储运中安全、无害; ➢原料来源广、成本价廉。

  ➢ 太阳能电池材料 ➢ 储氢材料 ➢ 新型二次电池材料 ➢ 燃料电池材料 ➢ 核能材料

  • 能源是人类社会生存和发展的重要物质基础,是现 代文明的三大支柱之一。

  • 目前,世界能源消耗还是以煤、石油、天然气之 类的矿物能源为主,不但严重破坏生态环境,而 且矿物能源不可再生,能源枯竭已成为共识。

  主要特点 ➢新 能 源 材 料 能 把 原 来 使 用 的 能 源 转 变 成 新 能 源 ; ➢新 能 源 材 料 可 提 高 贮 能 效 率 , 有 效 进 行 能 量 转 换 ; ➢新 能 源 材 料 可 以 增 加 能 源 利 用 的 新 途 径 。

  主题馆屋面太阳能板面积达3万多平方米是目前世界最大的单体面积太阳能屋面年发电量280万度每年减排二氧化碳2800吨节约标准煤1000世博中国馆世博主题馆第19页共42页202011年5月世界首架无污染太阳能飞机进行跨国飞行从瑞士飞抵布鲁塞尔需13小时飞行高度可达8700米平均飞行速度为70120公里小用超轻碳纤维材料制成总重16吨由4台小型电力发动机驱动机翼配备12万个太阳能电池板翼展长度大约64米

  • 西班牙塞维利亚太阳能发 电站—欧洲最大的太阳能 电站,可供18万户使用, 每年减排60万吨CO2

  • 通过光电转化将太阳辐射能转化为电能加以利用 是太阳能利用中最活跃的研究领域。

  • 中国尚德电力和澳大利亚斯威本科技大学已研制出最 高效的宽波段纳米薄膜太阳电池,光电转化效率为 8.1%。

  ➢为 捕 获 更 多 太 阳 光 , 将 金 / 银 纳 米 粒 子 嵌 入 薄 膜 中 , 增 加电池可吸收太阳光的波长范围,提高光子转化电子 效率;

  • LIB电池具有工作电压高、比能量高、容量大、循 环特性好、重量轻、体积小等优点,而且LIB无记 忆效应,不需将电放尽后再充电;LIB自放电小, 每月在10%以下,Ni/MH电池自放电一般为30%40%。

  • GM公司生产的Ni/MH电池动力车,单次充电后可行 驶225km,时速为150公里。

  • 新能源材料是指能实现新能源的转化和利用以及发展 新能源技术所需的关键材料,主要包括:

  • 硅半导体为代表的太阳能电池材料 • 储氢合金为代表的储氢材料 • 锂离子电池为代表的二次电池材料 • 质子交换膜电池为代表的燃料电池材料 • 铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料 • -------------

  ➢干 净 、 清 洁 , 燃 烧 后 生 成 水 , 不 产 生 二 次 污 染 ; ➢应 用 范 围广 , 适 应性 强 , 可作 为 燃 料电 池 发 电 , 也 可

  • 氢能利用关键是高密度安全储存和运输技术。 • 氢密度很小,单位重量体积很大。目前市售氢气

  441座核电站每年消耗6万多吨浓缩铀,仅够使用100年 左右。 ➢世 界 各 国 水 能 开 发 也 已 近 饱 和 , 风 能 、 太 阳 能 尚 无 法 满 足人类庞大的需求。

  • 全球最大规模的光伏太阳能发 电项目—鄂尔多斯市政府与美 国first solar公司共建2000 兆瓦太阳能光伏发电厂

  • 世博中国馆、主题馆,世博中心、演艺中心等永久 建筑的屋顶和玻璃幕墙上安装总装机容量超过 4.68兆瓦的太阳能电池,每年能减排二氧化碳 4000吨。

  • 我国作为发展中大国,能源消耗巨大,能源利用 率不高,能源结构也不合理。

  ➢2 0 2 0 年 , 中 国 将 投 入 足 以 实 现 年 发 电 量 1 5 0 亿 瓦 的 风 力涡轮机,成为世界最大的风能生产国。

  • 用超轻碳纤维材料制成,总重1.6吨,由4台小型 电力发动机驱动,机翼配备1.2万个太阳能电池 板,翼展长度大约64米。

  • 晶体硅太阳电池是以硅半导体材料制成的大面积 pn结,在p型硅片上制作很薄的掺杂n型层,在n型 层上制作金属栅线作为正面接触电极,在背面制 作金属膜作为背面接触电极。

  • 储氢合金可储存比其体积大1000-1300倍的氢, 而且合金中存储的氢结合力较弱,当金属氢化物 受热时又可释放氢气。

  • II-VI族化合物包括CdTe和CdS 等 , 制 成 的 薄 膜 太 阳 电 池 转 换 高原用的GdTe太阳电池 效率高、成本低、易于大规模 生产。

  • 主题馆屋面太阳能板面积达3万多平方米,是目前 世界最大的单体面积太阳能屋面,年发电量280万 度,每年减排二氧化碳2800吨,节约标准煤1000 多吨。

  • 2011年5月,世界首架无污染太阳能飞机进行跨 国飞行(从瑞士飞抵布鲁塞尔需13小时),飞行高 度可达8700米,平均飞行速度为70-120公里/小 时。

  • 一次电池使用后常随普通垃圾一起被丢弃或掩埋, 造成资源浪费,同时电池中的重金属元素泄露也 会污染地下水和土壤。

  • 二次电池或蓄电池:放电时通过化学反应产生电 能,充电时则使体系回复到原来状态,将电能以 化学能形式重新储存起来。

  ➢地球 上一年接 受的太阳 能总量为 3.8×1018kW ,远 大于人类对能源的需求量;

  ➢分布广泛,不需要开采和运输; ➢不存在枯竭问题,可以长期利用; ➢安 全 卫 生 , 对 环 境 无 污 染 等 。

  • 太阳电池的工作原理是光伏效应:太阳光照在半导 体p-n结上,形成空穴-电子对,在p-n结内建电场 的作用下,光生空穴流向p区,光生电子流向n区, 接通电路后就产生电流。这就是光电效应太阳能电 池的工作原理。

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