【知识点详解】
1. 光伏电池的工作原理与能量转化:
光伏电池,又称为太阳能电池,是利用半导体材料的光电效应将太阳能直接转化为电能的装置。当太阳光照射到半导体材料上时,部分光子会被吸收,使得半导体中的电子从价带跃迁到导带,形成电子-空穴对。这些自由电子和空穴在外部电路中形成电流,从而实现了太阳能到电能的转换。题目中提到的"7000 兆瓦"的光伏电池产能,表示苏州市有强大的太阳能发电能力。
2. 燃料电池的能量转换过程:
燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置,不同于传统的电池在放电后需要充电。它通过氢气和氧气的化学反应产生电流,同时生成的唯一产物是水。在这个过程中,氢气作为燃料被氧化,氧气则被还原,化学能转化为电能,同时伴随着少量的热能释放。燃料电池具有较高的能量转换效率,且排放物环保。
3. 核电站的工作机制与安全性:
核电站主要利用原子核裂变产生的能量来发电。裂变是重原子核(如铀-235)分裂成两个或更多较小的核,同时释放大量的能量。这种能量通过蒸汽轮机转化为机械能,再转化为电能。核泄漏事故如福岛事件警示我们,虽然核能是一种高效能源,但其潜在的风险和危害不容忽视。因此,发展核电必须谨慎,确保安全设施完善,同时要妥善处理核废料,防止环境污染。
4. 氢燃料电池的特点与应用:
氢燃料电池是一种高效的清洁能源设备,其能量转换过程直接从氢气和氧气的化学反应中获取电能,同时只产生水,无污染物排放。氢是可再生资源,可以通过水电解等方式获得,但目前氢的制备、存储和运输成本高,且安全性需进一步提高。电动汽车采用氢燃料电池作为动力,具有零排放、高效率的优点,被誉为“未来汽车”。
本篇内容涉及的知识点包括:光伏电池的太阳能转化原理、燃料电池的工作机制及能量转换、核电站的裂变过程、核能利用的安全性考量以及氢燃料电池作为清洁能源的潜力与挑战。这些知识点涵盖了化学能的多种利用方式及其在可持续能源发展中的重要角色。