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(共21张PPT)
9.2 能源的综合利用
课时2 清洁能源的开发利用
1.了解太阳能、氢能的优越性及目前使用时存在的一些困难。
2.知道几种常见的电池，认识电池是一种将化学能转化为电能的装置。
我国首台自动跟踪太阳能高效发电站已在泉城济南省科技馆门前安装完成。该发电站由山东一家公司研制开发，主要采用自行研制的光源跟踪器，自动跟随阳光进行太阳能光伏发电，大大提高了发电量。
太阳能的利用途径有哪些？目前使用太阳能还存在哪些困难呢？
1. 太阳能
一、清洁能源的开发利用
直接利用太阳辐射能的主要方式：光——热转换
温室
太阳能热水器
原理：利用太阳辐射能加热物体而获得热能。
优点：技术成熟，转换效率高，运行成本低等。
直接利用太阳辐射能的主要方式：光——电转换
原理：把太阳能直接转换成电能。
太阳能电池
2. 生物质能
太阳能经过光合作用以有机物质的形式固定下来的能源。
生物质能的应用有不同的形式，可以将生物质作为燃料燃烧，也可以借助化学方法将生物质转化为沼气、乙醇等，作为燃料使用。
乙醇
俗称：酒精
C2H6O
无色透明、有特殊香味的液体
易挥发，易溶于水
能与水以任意比互溶
物理性质
化学性质
具有可燃性
C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O
点燃
3.氢能
氢气是一种可燃性气体,它在氧气中完全燃烧放出的热量多(是等质量甲烷完全燃烧放出热量的2倍多);水可以作为制取氢气的原料(可分解水制取氢气),资源不受限制;氢气的燃烧产物是水,不会污染环境。因而,氢能被人们看作是理想的“绿色能源”。
交流讨论：
1.我们已学过几种制取氢气的原理如锌等活泼金属与稀硫酸反应制取氢气，电解水制取氢气等。请写出上述制取氢气反应的化学方程式。
锌与稀硫酸反应制取氢气的化学方程式为：
Zn + S = ZnS +↑
电解水制取氢气的化学方程式为：
2O 2↑ + ↑
通电
交流讨论：
2.用电解方法可以使水分解为氢气和氧气，但要消耗大量的电能。科学家致力于研究用其他方法由水制取氢气。试说明利用太阳能获得氢气的优点。
① 清洁环保：太阳能是一种清洁能源，使用过程中不会产生污染物，制取的氢气燃烧后也只生成水，对环境友好。
②可再生：太阳能取之不尽、用之不竭，不会面临资源枯竭的问题。
③降低成本：相比电解水消耗大量电能，利用太阳能可以减少对传统能源的依赖，降低制取氢气的成本。
④可持续发展：有助于推动能源结构的优化和可持续发展，减少对有限化石能源的依赖。
2010年上海世博会就已使用氢燃料电池汽车作为观光车辆。
2016年,我国首条氢能源城市公交车示范线路在广东佛山开通。
2017年10月，世界首列使用氢燃料电池的有轨电车在河北唐山投人运营。2020年,我国的氢能无人机飞行续航时间刷新世界纪录。
使用氢燃料电池的有轨电车 氢能无人机
氢气是一种理想的清洁能源，但为什么目前还不能广泛利用？阅读课本寻找答案。
储氢问题
质量轻，容易散失。
易燃、易爆，存储和运输都有很高的要求。
制氢问题
需要消耗大量煤、石油、天然气或电力。
使用液氢所需成本比使用汽油为燃料所需成本还高。
化学能 热能、机械能 电能
化石燃料
燃烧
效率低
污染环境
化学能 电能
存储
转化
传统：
化学电池：
二、化学电池的广泛应用
1. 常见的化学电池
化学电池的优点：
（1） ；（2） ；（3） 。
干电池
蓄电池
锂离子电池
体积小
使用方便
能量转化效率高
在能量转换中，电池通过特定的化学反应，消耗某种化学物质而释放出电能，且能量转换效率较高。
2. 化学电池的工作原理
用砂纸擦去铜片和锌片表面的氧化膜。用导线将铜片和锌分别连接到电流表的正极和负极，然后把铜片和锌片一起插入到盛有硫酸铜溶液的烧杯中，观察电流表的指针是否发生偏转。
拓展视野
化学能转化为电能的实验
实验现象
化学方程式
电流计指针 偏转的原因
能量转化的形式
电流表指针发生偏转
Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4
化学反应产生了电流
化学能转化为电能
航天器
机动车
照明灯
电池的用途
电池用途十分广泛，不但照明灯、钟表、计算器等电子产品需要电池，机动车也需要电池，甚至在航天器上也要用到性能优越的电池。
1. 下列能量的转化过程中，由化学能转化为电能的(　　)
A
A.氢氧燃料电池
B.风力发电
C.水力发电
D.太阳能发电
2. 下列说法中不正确的是(　　)
A. 氢能源具有燃烧热值大的优点
B. 电池充电是将化学能转化为电能
C. 太阳能是洁净能源，不污染环境
D. 回收废旧电池可以防止土壤和水污染
B
3．（1）汽车最理想的清洁燃料是氢气，氢气在空气中燃烧的化学方程式为__________________。但氢动力汽车目前还不能普及，原因是_____________________________________（答一点即可）。
（2）为了开发新能源，某同学设想了一个利用氢能的方案，如下所示。　
该方案是否可行？_______（填“可行”或“不可行），理由是
_____________________________________________。
2H2+O2 2H2O
点燃
氢气在储存、运输方面还存在技术上的困难
不可行
电解水需要消耗大量的电能，所产生的氢能成本高
化学电池的广泛应用
能源的综合利用
清洁能源的开发利用
太阳能
生物质能
氢能
常见的化学电池
化学电池的工作原理

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