到2050年,太阳能板可能会用掉地球一半的铝
一项新的分析表明,世界对太阳能电池板的需求存在重大问题。蓬勃发展的太阳能电池板市场——这对清洁能源的未来至关重要——到 2050 年可能需要全球近一半的铝。值得庆幸的是,我们有办法缓解这种情况。
与可充电电池中使用的锂和钴等更贵金属不同,铝稀缺不是问题;事实上,它是地球上最丰富的金属。但是,用于太阳能电池板框架的纯铝的生产伴随着巨大的能源成本,可能转化为大量排放。
根据国际能源署的数据,到 2050 年,太阳能电池板预计将提供全球约三分之一的电力需求。2019 年,全球电力的 2% 以上来自太阳能——太阳生产出 历史 上最便宜的电力,同时电池板以创纪录的速度安装。
太阳能需求的激增可能意味着到 2050 年,全球 40% 以上的铝产量将投入太阳能电池板阵列。这超过了 2020 年中国铝产量的四分之三。
幸运的是,铝是回收率最高和最可回收的材料之一。事实上,目前生产的所有铝中有近 75% 仍在使用中。这是个好消息,因为回收铝使用的能源只是重新开采制造所需的一小部分。
“由于铝的‘无限’可回收性,铝可以在 [太阳能电池] 到 2050 年快速增长到太瓦水平方面发挥关键作用——这是将排放量减少到净零所必需的。”
他们的分析模拟了到 2050 年的各种情景和路径,最坏的情况是“一切照旧”,铝生产的排放强度保持不变,其需求向大气中增加了近 4000 兆吨的二氧化碳。
在最好的情况下,铝生产的排放量将迅速减少,直到到 2030 年。然后保持在本世纪中叶1500 兆吨的水平。
为了实现这一目标,研究人员表示,充分利用再生铝并尽量在当地生产商那里采购而不是进口零件,这两件事至关重要。
为铝冶炼厂供电的电网必须在未来十年内实现脱碳,以便到 2050 年将排放量保持在 1000 兆吨以下,通过鼓励低碳生产的政策以及如果在可再生能源区建造新设施,这项任务变得更加容易。
铝离子电池工作原理
铝离子电池包含一个由铝制成的带负电阳极和一个带正电石墨阴极,由于三维石墨优良的导电性能和巨大的比表面积,能够极大的缩短电池的充电时间。
铝离子电池是一类可充电电池,放电时,铝离子从阴极移动到阳极;充电时,铝离子又回到阴极。铝离子电池与锂离子电池功能相似,但由于组成和结构不同,电能输出水平有所不同。铝离子电池可以在很短的时间内充满电,并可以反复充电7500次。
铝离子电池具有高效耐用、超快充电、高安全性、可折叠、材料成本低、灵活和较长寿命。
铝离子电池应用领域
铝离子电池重要应用在小型电子设备、电力网、电动汽车等。因此,铝离子电池研发并得到实际应用后,有望取代锂离子电池成为可穿戴设备产品的主流电池。
铝比锂便宜的多,石墨也不贵,只要铝离子电池在能量密度,功率密度等指标追平锂离子电池,靠其他技术指标的优势和成本就能完全替代锂离子电池。那我们的世界真的就被改变了
举些常见的例子,如铝合金门窗、烟箔、食品包装所用铝箔、铝塑复合板、铝电子箔等等。
铝是一种储能产品,其回收率可达到90%以上。而且再生铝生产过程中的耗电量不到电解铝的5%。因此,也就是说铝进行相当多次的回收再利用,且耗能低。
太阳能、水能、风能、地热能、生物质能等。可再生资源是指可以在短时间内重复使用或回收利用的自然资源。它是一种经过使用、消耗、加工、燃烧、废弃等程序,在一定时期(可预见)内反复形成的,具有自我更新和恢复特性,可持续利用的自然资源。与不可再生资源相对应的,是可持续发展中应该加强和推广的清洁能源。
1.太阳能:太阳内部氢原子核聚变释放的巨大辐射能。
2.水能:水资源是能源之一,属于水资源范畴,是水资源的一部分。
3.风能:风能资源是由于风做功而提供给人类的一种可利用的能源。风的动能叫做风能。
4.地热能:是从地壳中提取的天然热能。这种能量来自地球内部的熔岩,以热的形式存在,这种能量就是导致火山爆发和地震的能量。
5.生物质能:指通过绿色植物光合作用形成的各种生物,包括所有动物、植物和微生物。
1.以能量根本蕴藏方式分�
可将能源分为三大类:第一类能源是来自地球以外的太阳能。人类现在使用的能量主要来自太阳能,故太阳有“能源之母”的说法。现在,除了直接利用太阳的辐射能之外,还大量间接地使用太阳能源。便如目前使用最多的煤、石油、天然气等化石资源,就是千百万年前绿色植物在阳光照射下经光合作用形成有机质而长成的根茎及食用它们的动物遗骸,在漫长的地质变迁中所形成的。此外如生物质能、流水能、风能、海洋能、雷电等,也都是由太阳能经过某些方式转换而形成的。�
第二类能源是地球自身蕴藏的能量。这里主要指地热能资源以及原子能燃料,还包括地震、火山喷发和温泉等自然呈现出的能量。据估算,地球以地下热水和地热蒸汽形式储存的能量,是煤储能的1.7亿倍。地热能是地球内放射性元素衰变辐射的粒子或射线所携带的能量。此外,地球上的核裂变燃料(铀、钍)和核聚变燃料(氘、氚)是原子能的储存体。即使将来每年耗能比现在多1000倍,这些核燃料也足够人类用100亿年!�
第三类能源是地球和其他天体引力相互作用而形成的。这主要指地球和太阳、月球等天体间有规律运动而形成的潮汐能。地球是太阳系的九大行星之一。月球是地球的卫星。由于太阳系其他八颗行星或距地球较远,或质量相对较小,结果只有太阳和月亮对地球有较大的引力作用,导致地球上出现潮汐现象。海水每日潮起潮落各两次,这是引力对海水做功的结果。潮汐能蕴藏着极大的机械能,潮差常达十几米,非常壮观,是雄厚的发电原动力。�
2.能源还可按相对比较的方法来分类�
(1)一次能源与二次能源。�
在自然界中天然存在的,可直接取得而又不改变其基本形态的能源,称之为一次能源,如煤炭、石油、天然气、风能、地热等。为了满足生产和生活的需要,有些能源通常需要经过加工以后再加以使用。由一次能源经过加工转换成另一种形态的能源产品叫做二次能源,如电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等。大部分一次能源耆转换成容易输送、分配和使用的二次能源,以适应消费者的需要。二次能源经过输送和分配,在各种设备中使用,即终端能源。终端能源最后变成有效能。�
能源分为一次能源和二次能源:
一次能源再分为可再生和非可再生两种:
可再生能源有:太阳、水、风、生物质、潮汐和地热等��非可再生能源包括化石燃料如煤炭、石油、天然气等,还包括核燃料如铀、钍等。�
�二次能源:电力、蒸汽、焦炭、煤气、汽油、柴油、乙醇、甲醇、丙烷、氢、�火药、丙胺、硝化棉、硝化甘油等�
(2)可再生能源与再生能源。�
在自然界中可以不断再生并有规律地得到补充的能源,称之可再生能源。如太阳能和由太阳能转换而成的水力、风能、生物质能等。它们都可以循环再生,不会因长期使用而减少。经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源,称之为非再生能源。如煤炭、石油、天然气、核燃料等。它们随着大规模地开采利用,其储量越来越少,总有枯竭之时。�
(3)常规能源与新能源。�
在相当长的历史时期和一定的科学技术水平下,已经被人类长期广泛利用的能源,不但为人们所熟悉,而且也是当前主要能源和应用范围很广的能源,称之为常规能源,如煤炭、石油、天然气、水力、电力等。一些虽属古老的能源,但只有采用先进方法才能加以利用,或采用新近开发的科学技术才能开发利用的能源;有些能源近一二十年来才被人们所重视,新近才开发利用,而且在目前使用能源中所占的比例很小,但很有发展前途的能源,称它们为新能源,或称替代能源,如太阳能、地热能、潮汐能等。常规能源与新能源是相对而言的,现在的常规能源过去也曾是新能源,今天的新能源浆来又 成为常规能源。�
(4)燃料能源与非燃料能源。�
从能源性质来看,能源又可分为燃料能源和非燃料能源。属于燃料能源的有矿物燃料(煤炭、石油、天然气),生物燃料(薪柴、沼气、有机废物等),化工燃料(甲醇、酒精、丙烷以及可燃原料铝、镁等),核燃料(轴、钍、氘等)共四类。非燃料能源多数具有机械能,如水能、风能等;有的含有热能,如地热能,如地热能、海洋热能等;有的含有光能,如太阳能、激光等。�
从使用能源时对环境污染的大小,又把无污染较或污染小的能源称为清洁能源,如太阳能、水能、氢能等;对环境污染较大的能源称为非清洁能源,如煤炭、油页岩等。石油的污染比煤炭小些,但也产生氧化氮、氧化硫等有害物质,所以,清洁与非清洁能源的划分也是相对比较而言,不是绝对的。
乙醇的化学式:C2H5OH
外观与性状: 无色液体,有酒香。
燃点(℃):75
熔点(℃): -114.1
沸点(℃): 78.3
相对密度(水=1): 0.79
相对蒸气密度(空气=1): 1.59
饱和蒸气压(kPa): 5.33(19℃)
燃烧热(kJ/mol): 1365.5
临界温度(℃): 243.1
总之,酒精是醇,无氧化金属的能力,只能和钠钙钾等活泼金属置换出氢气。
临界压力(MPa): 6.38
辛醇/水分配系数的对数值: 0.32
闪点(℃): 12
引燃温度(℃): 363
爆炸上限%(V/V): 19.0
爆炸下限%(V/V): 3.3
酒精是一种无色透明、易挥发,易燃烧,不导电的液体。有酒的气味和刺激的辛辣滋味,微甘。学名是乙醇, 分子式C2H6O,(酒精燃烧C2H6O+3O2→2CO2+3H2O)因为它的化学分子式中含有羟基,所以叫做乙醇,比重0.7893(20/4°)。凝固点-117.3℃。沸点78.2℃。能与水、甲醇、乙醚和氯仿等以任何比例混溶。有吸湿性。与水能形成共沸混合物,共沸点78.15℃。乙醇蒸气与空气混合能引起爆炸,爆炸极限浓度3.5-18.0%(W)。酒精在70%(V)时,对于细菌具有强烈的杀伤作用.也可以作防腐剂,溶剂等。处于临界状态(243℃、60kg/CM·CM)时的乙醇,有极强烈的溶解能力,可实现超临界淬取。由于它的溶液凝固点下降,因此,一定浓度的酒精溶液,可以作防冻剂和冷媒。酒精可以代替汽油作燃料,是一种可再生能源。
物理性质:黑体.化学性质:斜体.
②生物质能、沼气和乙醇都可再生,所以均属于可再生资源,故②正确;
③碳素钢、不锈钢为铁的合金,硬币为铝的合金、铜的合金,则碳素钢、不锈钢和目前流通的硬币都属于合金,故③正确;
④碱性锌锰电池为一次电池,而铅蓄电池、锂电池都属于二次电池,可重复使用,故④错误;
⑤苯制备环己烷发生加成反应,而由苯制取溴苯、硝基苯的反应都属于取代反应,故⑤错误;
故选B.
缺点:密度小、不耐腐、不耐磨、怕受撞击、导电性一般、熔点低、韧性不好、容易变形、硬度差。