文档介绍：Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse化学与能源摘要化学与人类活动息息相关。随着社会的进步和经济的迅猛发展,能源的需求急剧增长。从世界可持续发展的观点出发,加速可再生能源的开发利用,是消除环境污染,缓和能源紧张形势的一个必然趋势。关键词化学化学能源能源开发可持续发展能源1引言化学(chemistry)是研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的科学。世界是由物质组成的,化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一,它是一门历史悠久而又富有活力的学科,它的成就是社会文明的重要标志。[1]化学与人类文明息息相关。人类文明在不断活动和进步中,消耗了大量的能源,可以说是滥用。地球不可再生能源毕竟是有限,近年来能源已经渐渐显示出它过度开发后的颓势,能源已经不够人类再奢侈的用下去了。人类需要开发新的可再生的能源,这必定也离不开化学。化学在能源开发和利用方面,化学工作者为人类使用煤和石油曾做出了重大贡献,现在又在为开发新能源积极努力。利用太阳能和氢能源的研究工作都是化学科学研究的前沿课题。化学,与国民经济各个部门、尖端科学技术各个领域以及人民生活各个方面都有着密切联系。它是一门重要的基础科学,它在整个自然科学中的关系和地位,正如在《化学中的机会--今天和明天》一书中指出的“化学是一门中心科学,它与社会发展各方面的需要都有密切关系。”它不仅是化学工作者的专业知识,也是广大人民科学知识的组成部分,化学教育的普及是社会发展的需要,是提高公民文化素质的需要。。纵观人类社会发展的历史,人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。能源的开发利用极大地推进了世界经济和人类社会的发展。能源可以分为一次能源和二次能源。一次能源是指从自然界获得,而且可以直接应用的热能或动力,通常包括煤、石油、天然气等化石燃料(又称矿物燃料)以及水能、核能、地热能、太阳能等。目前世界能源消耗主要为化石燃料,其中石油、煤、天然气大约占总能耗的85%左右。二次能源通常是指需依靠其他能源而获得的能源,如电能、汽油、氢能等。在各种能源中,目前已应用得比较普遍的如煤、石油、天然气、水力等称为常规能源;新近才开发利用的能源或正在开发研究的能源,如核裂变、核聚变、太阳能、氢能、地热能等称为新能源。根据能源消费后是否造成环境污染,又可分为污染型能源和清洁型能源。煤炭和石油类能源是污染型能源;水力、氢能、燃料电池和太阳能等则是清洁型能源。[2]太阳能是取之不尽的生态洁净绿色能源,是地球能量的主要来源。每年太阳以辐射的方式向地球表面持续不断输送能量,相当于人类每年耗能的15000倍。[3]下图是太阳辐照光谱分布图。[4]“光电效应”。此后,科学家们将半导体材料的电化学、光电化学性质与其电子结构特性联系起来,将半导体物理领域中的一些概念和理论电化学紧密结合,创建和提出了一系列光电化学能量转换的基本概念、理论和研究技术方法,奠定了半导体化学学科发展的基础。[5]太阳能即可通过光电化学反应直接转换为电能,也可转换为光电化学反应产物的化学能。这标志着光电化学方法可以同时实现太阳光能的转换和储存。