纳米金属燃料资料课件.ppt

1、Nano-metal Fuel纳纳 米米 金金 属属 燃燃 料料 专业：09材料物理 maker:115 2目录Contents3世界能源消耗与储备4世界能源消耗与储备5世界能源消耗与储备6那么，纳米技术是那么，纳米技术是否可以为全球能源否可以为全球能源问题带来福音呢？问题带来福音呢？7纳米金属燃料有望成为新型清洁能源纳米金属燃料有望成为新型清洁能源 人类在享受汽车带来的便利的同时,也不得不忍受汽车尾气造成的空气污染,而全球变暖和油价高起更让寻找替代能源成了迫切的要求。太阳能汽车、氢燃料电池汽车、油电混合动力汽车应运而生。尽管它们正在获得越来越多的认可,却依然不尽如人意。比如售价不低或使用成本

2、过高,再比如性能上仍无法和汽油或柴油动力车媲美。有没有其他解决方案呢? 8 美国田纳西州橡树岭国家实验室的科学家也在研究这个课题,他们想到一种非常新奇的解决方法:以金属作为发动机的燃料。实验室的戴夫比奇博士认为,铁、铝、硼都可以用作新的替代能源。 根据比奇的计算,使用特制的发动机和同等体积的金属燃料,一辆轿车的行驶距离是普通汽油动力汽车的3倍。而且由于燃烧的是金属燃料,它几乎没有污染,也就是说没有二氧化碳、氮氧化物,也没有灰尘和煤烟。这种金属燃料甚至还可以被循环使用。只要将用过的纳米颗粒放到氢气环境下进行加热,它们就会再次成为可用的燃料。 9金属属燃料定义定义：一类具有高燃烧热值的金属模板和金

3、属粉体 10 从热化学的观点看，在元素周期表中左上角部分，原子量小的金属氧化时，都可以获得高的燃烧热。 由此看出铍、锂、硼、铝、镁、钛、硅等金属的单位燃烧热大于汽油和氢的燃烧热。11 由于金属燃料的火焰温度高，燃烧产物颗粒的辐射系数高，能形成非常明亮的火焰，因而可作为燃烧弹，照明弹，闪光弹和闪光灯的主要原料12 虽然，金属燃烧有着很大的优点。但虽然，金属燃烧有着很大的优点。但在在正常状态下金属的着火点温度较高，燃烧困正常状态下金属的着火点温度较高，燃烧困难，不适合作为燃料使用。难，不适合作为燃料使用。 那么，有什么方法可降低金属的着火点那么，有什么方法可降低金属的着火点呢？呢？13利用纳米材料

4、所具有的特殊热学性质利用纳米材料所具有的特殊热学性质 如果把金属制成非常小的纳米级颗粒，如果把金属制成非常小的纳米级颗粒，使金属具有很高的表面能，其着火和燃烧使金属具有很高的表面能，其着火和燃烧等特性都会有明显的改变等特性都会有明显的改变 。14 所有物体的的表面都有表面能，只是宏观的物体相对表面积小，表面能也很小。当块体体积减小时，位于表面的原子数目就增多，表面能增加。当块体达到纳米和微米级大小时，其表面能升高几百倍。这时，活泼的表面原子极易与氧气分子发生反应，金属燃料的燃点就降低了。 、eg：室温下，将粒径为10nm左右的铁粉置于空气中，铁粉将自燃。15纳米金属铝粉纳米金属铝粉纳米金属硼粉

5、纳米金属硼粉纳米金属铁粉纳米金属铁粉 纳米金属燃料16纳米金属铁粉17纳米铁粉燃烧时所释放的能量几乎是同等体积汽油的2倍。一箱33升纳米金属铁燃料行驶的距离燃料燃料Fuel50升汽油或柴油的行驶距离 纳米金属燃料燃烧时几乎完全没有污染，既不产生二氧化碳，也不产生油烟和氮氧化物等，对环境不会产生危害。并且，纳米金属燃料还可以全部重新利用：把燃烧过的金属氧化产物在氢气中加热至425，金属氧化物即被还原成金属，这样燃料即可重新利用，从而达到节能减排的效果18纳米金属燃料的制备纳米金属燃料的制备目前，一般的方法：高能磨球法和气相法。高能球磨法高能球磨法：利用球磨机的转动或振动，使硬球对原料进行强烈的撞击，研磨和搅拌，把金属或合金粉末粉碎为纳米 级微粒 。气相法气相法：即蒸发冷凝法。在高真空下，利用金属蒸发后在惰性气体中冷凝，形成超微粒。