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《大学化学论文》
大学化学论文
课题名称:基于燃料电池原理的新型太阳能强力蓄电池
作者:北京航空航天大学宇航学院351512班 赵文
作者简介:赵文,男,1988年3 月出生,籍贯:四川.2004年十月参加全国中学生物理竞赛荣获全国一等奖,被保送至北京航空航天大学宇航学院学习.爱好程序设计,手工制作等,勤于钻研.大一期间,担任宇航学院3515大班刊《领航》主编,领导北斗工作室.
基于燃料电池原理的新型太阳能强力蓄电池
随着化石燃料消耗量的逐渐增大及其储存量的逐渐枯竭,以及对环境保护的日益重视,以石油、煤炭、天然气为代表的一次能源将逐步被太阳能、风能、海洋能、生物质能等清洁可再生能源所取代.太阳能是地球上能量的最终来源,既是一次能源,又是可再生能源.它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染.太阳每年到达地球表面的能总量相当于目前世界主要能源探明储量的1万倍,真可谓取之不尽.相对于日益枯竭的化石能源来说,太阳能似乎是未来社会能源的希望所在.加上太阳能的普遍性、清洁性和利用的经济性,太阳能很可能在未来世界能源结构转换中担当重任,成为理想的替代能源.
然而传统的太阳能电池的转化效率却并不令人满意,大多都在20%左右.如果硅太阳能电池23%,多晶硅薄膜太阳能电池19%,非晶硅薄膜太阳能电池13%,多元化合物薄膜太阳能电池,24.2%,况且传统的太阳能电池由于限于体积的大小,输出的功率十分有限,根本不能满足大功率的活动需要,况且太阳能电池在应用时还会受到天气情况的影响,在没有阳光的时候或者夜里,这种太阳能电池也可以说是"巧妇难为无米之炊了"!然而当今世界研究的另一个热门课题是利用氢能源制造燃料电池.目前,众多国家和地区正在纷纷采取措施,发展本国的"氢经济",燃料电池又以他独特的高效性和清洁性深深的吸引着人们的目光.燃料电池使用气体燃料(如氢气)和氧气直接反应产生电能,其独特的高效率、低污染的性质深深的吸引着人们的目光,是一种很有前途的能源利用方式.但传统燃料电池使用氢为燃料,而氢既不易制取又难以储存,导致燃料电池成本居高不下.`
于是,基于上述两大热门的课题,我们试想是否可以将两种新能源有机的结合起来造出一种高效的太阳能燃料电池,来适应未来世界对高效大功率持续清洁的能源的要求.我们的设想是:能过一种装置,在白天有光的时候能够自动地将电池内的水电解,生成氢气和氧气,这一过程我们叫它充电过程.然后用专门的吸收装置把气体分别吸收储存以备需要的是候使用.这一过程我们叫它吸收储备过程.接下来就是使用了,当我们需要电能的时候,电池中储存的气体就可以按需要逸出,以燃料电池的形式为用户供电并生成水,可以进入电池中循环利用.这一过程我们可以叫它供电过程.
由上述的几个步骤中,我们就可以明显地看出这种新型电池的巨大优势和强大的生命力了!
首先,在充电过程中,由于是采用了自动太阳能充电装置,所以不需要人去经营操纵,也不需像其它蓄电池一样需要用电能为它充电,只要电池内的电量没有满,即里面还有水,只要在有光线的地方,就可以对它进行自动充电,有了这样一块电池,我们就不用再为出门在外手机断电,却找不到充电的地方而发愁了.相当于拥有了一块无需照顾的终身电池了.
其次,在吸收储备过程中我们没有采用传统的高压气态存储、低温液氢存储,因为这样的设计对电池的外壳强度或者温度要求特别高,而且还有爆炸的危险.对于这种电池的民用普及造成很大困难.而我们采用的是用储氢材料存储,设想用一种固体材料将氢气或氧气吸附,待使用时又可按需求供应,这类似于诺贝尔当年用硅藻土吸附烈性炸药TNT一样,这样就可以解决传统储备过程中的易爆问题.据悉,这种技术的研究已经取的很大进展.如GM(通用汽车)和它的合作伙伴,研究了一种金属氢化物,在这种化合物中,氢被重量较轻的金属元素所束缚.当加热时,这些金属氢化物粉末就分解,释放出氢气. 转载本word文档请注明出处：
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