光合作用与人工摸拟光合作用

“万物生长靠太阳”一语道破了光合作用的重要性。通常认为光合作用是绿色植物在太阳光下吸收空气中的二氧化碳(CO_2)和土壤里的水(H_2O)最终合成碳水化合物(CH_2O)的过程。形式上,它可以用一个简单的式子来表示: 与原始物质CO_2及H_2O比较,所形成的碳水化合物具有较多的能。通过太阳能的输入,贫能化合物CO_2和H_2O便转变为高能的碳水化合物及O_2。宇宙间的任何生物都需要用能量来生长及维持生命。藻类、高等植物及某些细菌(不仅仅是绿色植物!)都直接从太阳辐射中获得能量,并用这种能量去合成必需的食物。动     

膜与太阳能利用

光合作用是藻类和植物通过光合作用膜(简称为光合膜)在太阳光下吸收空气中的二氧化碳和土壤里的水最终合成碳水化合物的过程。这是一个把太阳能转换为碳水化合物化学能的储能过程。藻类和植物每年通过光合作用储存7×10~(20)卡的能量,这个数字大约相当于人类每年所消耗能量的十倍。因此了解     

21世纪的新能源—生物质能

生物包括动物、植物和微生物。生物质能是指生物质能源。它是太阳能的另一种形式 ,也是一种可再生能源。可作为能源加以利用的生物 ,主要有树木、农作物、水生植物、农林产品加工残余物、有机废弃物 ,以及人畜粪便等。1　生物质能蕴藏丰富 ,使用历史最长生物质能是绿色植物通过光合作用将太阳辐射的能量转化为储存的化学能 ,以生物质的形式固定下来的能源。据估算 ,地球上的绿色植物储存的总能量大约相当于 8× 10 12 ｔ标煤 ,比目前地壳内已知可供开采的煤炭总储量还多 11倍。地球上绿色植物一年固定的太阳能大约为 3× 10 2 1Ｊ,相当于人…     

生物质能开发与利用

顾名思义,生物质能是来源于动植物的能量资源。动物以植物为生,而绿色植物通过光合作用将太阳能转变为植物的化学能。所以归根结底,生物质能都来源于太阳能。地球上生物质资源十分丰富。据估计,全球植物每年产生的生物质约1400亿吨—1800亿吨,其贮存的能量相当于目前世界年总能耗量的10倍,而实际被利用的只占它的1％—2％。     

太阳能资源的优缺点

太阳能资源不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射能,而且包括象水力能、风能、海洋能、潮汐能等间接的太阳能资源,还包括绿色植物的光合作用所固定下来的生物质能。现在广泛使用的煤炭、石油、天然气等,也都是在远古时代由太阳能转换而来的。太阳能资源的优点:1.数量巨大——每年到达地球表面的太阳辐射能约为130万亿吨标准煤,即约为目前全世界年消费各种能量总和的2×10~4倍。2.时间长久——据估计,太阳象目前这样向外辐射能量,至少能维持数十亿年,对于人类存在的年代来说,确     

什么是生物质能

生物质能是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能（biomassenergy）,就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。     

太阳能-碳捕集机组热经济学分析及生命周期评价

碳捕集和封存是实现电力低碳化发展的关键所在,建立太阳能辅助碳捕集系统与燃煤机组的耦合系统,构建耦合系统的热经济学优化模型,研究碳捕集机组的热经济性。构建碳捕集机组的生命周期评价体系,研究燃煤机组和碳捕集机组建设、运行、退役等各阶段的CO_2排放特性,对比分析其对环境的影响特性。结果表明:脱碳率为85%,吸收剂质量分数为30%时,解吸能耗为4.5 GJ/tCO_2,碳捕集机组优化前后的热效率分别为38.2%和39.3%。燃煤机组电厂运行阶段碳排放量所占比重约为99.4%,电厂建造、煤炭运输及电厂退役等阶段排放的CO_2比重约为0.6%。碳捕集系统建造、运行和退役增加的CO_2排放量为56.314 t/h,占耦合系统全生命周期排放总量的58.01%,减排率约为52.65%。碳捕集机组和太阳能辅助碳捕集机组中CO_2的排放由原燃煤机组的3.63×10~(-5)标准当量降低为1.72×10~(-5)和0.98×10~(-5)标准当量。燃煤机组、碳捕集机组和太阳能辅助碳捕集机组中,酸化对环境的贡献分别为1.5×10~(-6)标准当量和1.9×10~(-6)和1.0×10~(-6)标准当量,固体废弃物对环境的贡献分别为2.76×10~(-5)标准当量和3.52×10~(-5)和1.97×10~(-5)标准当量。     

我国太阳能资源的光合利用效率

绿色植物的光合作用是太阳能生物利用的最主要和最基本的形式。本文分析了我国绿色植物的太阳能潜在利用率和主要农作物的太阳能实际利用率。太阳能利用率定义为光合作用年净产量所转化的太阳能与入射到植物层的太阳能之比,其大小取决于植物特性与环境条件。     

广义太阳能和狭义太阳能

通常所谓的太阳能资源,不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射能,而且还包括像水能、风能和海洋能等间接的太阳能资源,以及包括通过绿色植物的光合作用所固定下来的能量(生物质能)。即使是现在广泛开采并使用的石油、天然气和煤炭等矿物燃料,也都是古老的太阳能资源的产物,那是由千百万年前动植物所吸收的太阳辐射能,经过长时期的沉积转换而成的。水能是由水位的高度差所形成的,因为受到太阳辐射的结果,地球表面(包括海洋)上的水分被加热而蒸发,形成雨云在高山地区降水后,由于“水往低处流”,就成为水能的主要来源。目前,世界上工业发达国…     

生物质能的固化技术与开发前景

生物质能是绿色植物在太阳辐射能的作用下,吸收空气中的二氧化碳和土壤里的水,最终合成碳水化合物转换为化学能而固定下来的一种自然资源。据计算,全球每年由光合作用产生而储存于各种植物体中     

太阳辐射在大气层中的衰减

太阳辐射穿过地球大气层时,不仅要受到大气中的空气分子、水汽和灰尘的散射,而且要受到大气的氧气(O_2)、臭氧(O_3)、水汽(H_2O)和二氧化碳(CO_2)等分子的吸收和反射,致使到达地面的太阳辐射显著衰减。据估计,反射回宇宙的能量约占总量的30％,被吸收的约占23％,到达地球陆地和海洋的能量只占47％。它们便是我们地球上能量的主要来源(见图1).     

生物质能及其利用

生物质能资源生物质能来源于生物质。生物质是有机物中除矿物燃料外的所有来源于动植物的能再生的物质。动物以植物为生,而绿色植物通过光合作用将太阳能转变为生物质的化学能,因此,生物质能都来源于太阳能。据估计,陆地上绿色植物利用的太阳能,约占到达地球表面太阳能的4—5‰,约400亿千瓦。水下绿色植物利用的太阳能,估计比陆上植物多好几倍。地球上的生物质资源十分丰富,据美国康奈尔大学估算,全世界陆地和海洋所有生态系统中,每年干     

甜高粱--高效率的太阳能转化器

生物质能是通过植物的光合作用将太阳能转化储存而形成的。而植物的光合作用被认为是最有效的、最经济的固定太阳能的方式，而且这种能量转化与储存很方便，是由生长的植物体或生物质来完成。     

守护地球之肺伸出一双手护住一片绿

正地球之肺--森林。通过绿色植物的光合作用,不但能转化太阳能而形成各种各样的有机物(森林每年提供28.3亿吨有机物,占陆地植物生产有机物总产量53亿吨的53. 4%),而且靠光合作用吸收大量的二氧化碳和放出氧气,维系了大气中二氧化碳和氧气的平衡,净化了     

太阳辐射知识讲座

(二) 辐射的度量、分类和测量仪器一、辐射的度量在上一讲大家已经知道,太阳辐射实质上是电磁辐射,是太阳以电磁波的形式向外发送能量的过程。它的传播速度与光速相同,在真空中,约为30万公里/秒。辐射具有的能量称辐射能,地面上接收到的太阳能即为太阳辐射能。其计量单位为焦耳。在太阳辐射测量中还有另外两个常用的物理量: 辐射通量——单位时间内以辐射方式发送、传递或接收的能量,计量单位为瓦。辐照度——单位面积上的辐射通量,计量单位为瓦/米~2。目前我国使用的单位是卡/厘米~2·分。它们之间的换算关系是:1卡/厘米~2·分=698瓦/米~2,或1瓦/米~2=0.001433卡/厘米~2·分。     

Ga_(1-x)Al_xAs-GaAs异质面太阳电池的电子和质子辐照以及退火研究

本文报道了液相外延Ga_(1-x)Al_xAs-GaAs异质面太阳电池的电子和质子辐照以及退火试验结果。辐照电子能量为1MeV,积分通量为10~(12)—10~(15)e/cm~2;质子辐照能量为7.8MeV,积分通量为10~8—10~(12)p/cm~2。测定了辐照前后电池的电特性和光谱响应曲线。观察到结深与辐照损伤的明显关系。电子辐照的临界通量(?)_c>1×10~(15)e/cm~2,质子辐照临界通量(?)_c>1.02×10~(12)p/cm~2。经积分通量1×10~(15)e/cm~2的辐照,再在真空200℃进行热退火20小时后,短路电流得到全部恢复,输出功率恢复至原来的80％。     

我国煤利用的CO_2排放与煤清洁利用技术

据低碳能源情景预测,我国2050年能源总消费量为78×10~8t(标煤),则CO_2排放量将由2008年的71.25×10~8t增加到136.5×10~8t。煤炭需求量为27.5×10~8t,CO_2排放量约为70×10~8t。我国现有燃煤发电4×10~8~5×10~8k W,年用煤炭约14×10~8~17.5×10~8t,集中排放CO_228×10~8~35×10~8t。常规煤燃烧释放出大量污染物造成酸雨、使气候变暖,形成各种严重的自然灾害。燃煤发电的碳利用率为零。建议研究开发煤气化发电与电解水储电、CO_2综合利用系统技术,从根本上解决我国煤炭清洁利用的问题。该系统选用粉煤纯氧高温高压气化制合成气发电,碳转化率达到99%,免去燃煤锅炉发电产生SO_2、NOx和粉尘所需要的高投资高成本的处理费用。煤气化制得的合成气,部分经水电解分离,负极出H_2,正极出21%O_2+79%CO_2代替空气用于气轮机燃烧发电,排出高温纯CO_2尾气入废锅产高压蒸汽发电后,经冷却、节流,膨胀成雪花状CO_2压榨成干冰作化肥,供植物作养分,实现碳循环资源化利用。     

能源植物与人工叶绿体

收集太阳能可以有两种途径:热能收集与量子收集。形形色色的太阳能热利用都属于热能收集;光电转换、光化学转换、光合作用属于量子收集。量子收集比热能收集更富有潜力,它是目前科学家们极为关注的太阳能利用新途径。什么是量子收集呢?让我们来看一看绿色植物的光合作用吧。在太阳光的照射下,绿色植物通过它们体内奇妙的叶绿体,可以“赤手空拳”地把二氧化碳与水化合成糖、淀粉、纤维素等各种物质,这就是由于它们“捕获”了太阳光量子,把太阳光能转化为化学能,并以碳     

普通小球藻规模化培养参数的研究

文章以普通小球藻特征吸收峰研究为基础,研究了培养基组成、光生物反应器类型、p H对小球藻生长的影响并探讨了不同CO_2溶解浓度对小球藻胞外碳酸酐酶活性的影响。结果表明,以750 nm作为普通小球藻生物量的测量波长,以ND培养基为培养液,在柱式和平板式光生物反应器中的种子最佳种龄为48~72 h,p H低于6时不利于小球藻生长,CO_2浓度为5.67×10-5~1.56×10~(-3)mol/L时,胞外碳酸酐酶的活性没有受到抑制。     

我国生物质能资源及其利用现状

一、资源量生物质指的是有机物中除化石燃料外的所有来源于动植物能再生的物质。动物直接或间接以植物为食物,因此,绿色植物利用太阳能进行光合作用是维持地球上千百万种生物生存的基础。地球上的陆地和水