【文章內(nèi)容簡介】 水合物。它是一種白色固體物質，外形像冰雪，有極強的燃燒力，可作為上等能源。天然氣水合物由水分子和燃氣分子，主要是甲烷分子組成，此外還有少量的硫化氫、二氧化碳、氮和其它烴類氣體。在低溫（－ 10℃ ~10℃ ）和高壓（ 10MPa 以上）條件下，甲烷氣體和水分子能夠合成類冰固態(tài)物質，具有極強的儲載氣體的能力。 天然氣水合物分子結構式為： CH4nH20。這種天然水合物的氣體儲載量可達其自身體積的100~200 倍， 1m3 的固態(tài)水合物包容有約 180m3 的甲烷氣體。這意味著水合物的能量密度是煤和黑色頁巖的 10 倍，是傳統(tǒng)天然氣的 2~5 倍。在海洋中，約有 90%的區(qū)域都具備天然氣水合物生成的溫度和壓力條件。目前公認全球的“可燃冰”總能量是所有煤、石油、天然氣總和的 2~3 倍。 H20分子 天然氣水合物分子結構 天然氣水合物是近 20 年來才被人們發(fā)現(xiàn)的，由于其能量高、分布廣、埋藏規(guī)模大等特點，正嶄露頭角，有可能成為本世紀的重要能源。 全球天然氣水合物中的含碳總量大約是地球上全部化石燃料含碳總量的 2 倍，世界上絕大部分的天然氣水合物分布在海洋里，儲存在海底之下 500m~1000m 的水深范圍以內(nèi)。海洋里天然氣水合物的資源量約為 108 m3，是陸地資源量的 100 倍。 化學電源（ chemical mains） ? 化學電源即化學電池，是一種將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置，通稱電池，主要分為一次電池（干電池）、二次電池（蓄電池）和燃料電池。 化學能與電能的轉化 目前，我國的電力資源主要來自火電和水電， 其中火電居于首位。 火電 ：通過化石燃料燃燒，使化學能轉變?yōu)? 熱能，加熱水使之汽化為蒸汽以推動蒸汽輪機， 使熱能轉化為機械能，然后帶動發(fā)電機發(fā)電，使 機械能轉化為電能。 燃燒（氧化還原反應） 是使化學能轉換為電 能的關鍵。氧化還原反應的 本質 是電子的轉移， 因此在一定條件下可產(chǎn)生電流，即化學能轉化成 電能。 ? 燃煤火力發(fā)電的基本原理與主要過程？ 思考交流 ? 燃煤火力發(fā)電的主要有哪些缺點？ 燃煤資源有限 環(huán)境污染嚴重 能量轉化率低 ? 怎樣將化學能直接轉化為電能呢？ ? 原電池 將化學能轉化成電能的裝置 ? 火力發(fā)電的實質與特點？ ? 實質：氧化還原反應（煤和 O2）； ? 特點：能量轉化的環(huán)節(jié)多。 化學能 熱能 機械能 電能 燃燒 蒸汽 發(fā)電機 一次電池 一次電池即 原電池 （俗稱干電池），是放電后不能再充電使其復原的電池，通電電池有正極、負極以及容器和隔膜等組成。例如鋅錳電池、堿性鋅錳電池等。 電池符號： ()Zn|ZnCl2, NH4Cl(糊狀 ) |MnO2|C(+) 電極反應 : () Zn(s) → Zn 2+(aq) + 2e (+)2MnO2 +2NH4+(aq)+2e→ Mn 2O3 +2NH3(g)+2H2O(l) 電動勢 。它攜帶方便。 但反應不可逆，壽命有限。 錳干電池 鋅 錳干電池內(nèi)部結構 3. 鋅汞電池 電池符號 : ()Zn(Hg)∣ KOH(糊狀，含飽和 ZnO)∣ HgO∣ C(+) 電極反應 : () Zn + 2OH 2e → ZnO + H 2O (+) HgO(s) + H2O + 2e → Hg(l) + 2OH 鋅 氧化汞電池體積小能量高，貯存性能優(yōu)良，是常用電池中放電電壓最平穩(wěn)的電源之一。缺點是使用汞不利于環(huán)保。 二次電池 二次電池（ Rechargeable battery)：二次電池又稱為 充電電池 ，是指在電池放電后可通過充電的方式使活性物質激活而繼續(xù)使用的電池。 充電電池的充放電循環(huán)可達數(shù)千次到上萬次，故其相對干電池而言更經(jīng)濟實用。 目前市場上主要充電電池有“鎳氫”、“鎳鎘”“鉛酸（鉛蓄電池）”、“鋰離子（包括鋰電池和鋰離子聚合物電池）”等 。 ?鉛蓄電池 電池符號 ()Pb|H2SO4|PbO2(+) 連續(xù)電池 在放電過程中可以不斷地輸入化學物質，通過反應把化學能轉變成電能，連續(xù)產(chǎn)生電流的電池。 燃料電池就是一種連續(xù)電池。 燃料電池 (FuelCell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發(fā)電裝置，一般以氫氣、碳、甲醇、硼氫化物、煤氣或天然氣為燃料，作為負極，用空氣中的氧作為正極。和一般電池的主要區(qū)別在于一般電池的活性物質是預先放在入的，因而電池容量取決于貯存的活性物質的量；而燃料電池的活性物質（燃料和氧化劑）是在反應的同時源源不斷地輸入的，因此，這類電池實際上只是一個能量轉換裝置。這類電池具有轉換效率高、容量大、比能量高、功率范圍廣、不用充電等優(yōu)點，但由于成本高，系統(tǒng)比較復雜，僅限于一些特殊用途，如飛船、潛艇、軍事、電視中轉站、燈塔和浮標等方面。 氫氧燃料電池 是以氫氣作燃料，氧氣作氧化劑，通過燃料的燃燒反應，將化學能轉變?yōu)殡娔艿碾姵亍? 氫氧燃料電池工作時，向氫電極供應氫氣，同時向氧電極供應氧氣。氫、氧氣在電極上的催化劑作用下，通過電解質生成水。這時在氫電極上有多余的電子而帶負電，在氧電極上由于缺少電子而帶正電。接通電路后，這一類似于燃燒的反應過程就能連續(xù)進行。 世界上最快的氫燃料車在法國問世 ? 2022年 9月 20日，法國 Marseille， Hysun 3000燃料電池車從柏林行駛到巴塞羅那僅僅用了 2公斤的氫燃料，創(chuàng)造了一個新的世界紀錄。從來沒有過汽車在僅僅使用氫燃料跑過這么遠的路程。這種低消耗折合每 100公里使用 料。 Hysun汽車的核心部分是一個質子交換膜燃料電池。在這里氫和氧發(fā)生反應生成水 , 產(chǎn)生的能量驅動電動機。當剎車的時候，電動機相當于發(fā)電機，同時對電容器進行控制。對于這種三輪車來說，它的空氣阻力僅僅是普通轎車的一半。不算駕駛員和氫燃料，車的重量為 120千克，最大的時速為 80公里每小時，平時巡游的時速為 38公里每小時。 微生物燃料電池 微生物燃料電池是一種高效能的電池，使細菌能從有機廢水中產(chǎn)生大量的氫，其氫產(chǎn)率是傳統(tǒng)發(fā)酵過程的 4倍。這種微生物燃料電池不僅可以產(chǎn)生氫作為清潔能源， 也可以凈化有機廢水。 手機電池 ? 目前手機常見電池類別 ? NiMH（鎳氫電池） ? Liion（鋰離