Question

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雨、雪、垃圾能發(fā)電

　　科學家們發(fā)現，大自然中蘊藏著巨大的能量，可以通過多種手段，從21世紀初期開始，有一定規(guī)模地向雨雪垃圾索電，是完全可以實現的．

　　利用積雪發(fā)電：大家知道，積雪的溫度是0℃以下，因此雪中蘊藏著巨大的冷能．科學家提出利用積雪發(fā)電的大膽設想．它的工作原理是，將蒸發(fā)器放在地面上，將凝縮器放在高山上，再用兩根管子將它們連接在一起，然后抽出管內空氣，用地下熱水使低沸點的氟里昂(即現代電冰箱所用的制冷物質)汽化，并以雪冷卻凝縮器，由于氟里昂的沸點很低，加上管內被抽空，所以它就沸騰起來，變成氣體快速向管子的上端跑去，沖擊汽輪機旋轉，從而帶動發(fā)電機發(fā)電．試驗證明，1 t雪可把2～4 t氟里昂送上蓄液器．可見雪的發(fā)電本領是十分驚人的．

　　雪的資源極其豐富，地球上34％的國家屬多雪地區(qū)．我國東北和新疆北部是全國下雪天數最多的地區(qū)，每年平均在40天以上，積雪日數在90天以上．積雪發(fā)電的問世，將使茫茫雪原變成人類的又一理想的未來發(fā)電能源．

　　利用下雨發(fā)電：目前，科學家們研究雨能的利用已獲得成功，它是利用一種葉片交錯排列，并能自動關閉的輪子，輪子的葉片可以接受來自任何方向的雨滴，并能自動開關，使輪子一側受力大，另一側受力小，從而在雨滴沖擊和慣性的作用下高速旋轉，驅動電機發(fā)電．雨能電站可以彌補地面太陽能電站的不足，使人類巧妙而完美地應用太陽能、風能、雨能．

　　我國南方雨能資源豐富，特別是華東、華南、中南和西南各省的雨水充足，一年四季冰雪期很少，雨季的降雨量一般都比較多，陰雨天利用雨能發(fā)電，陽天利用太陽能發(fā)電，這樣無論晴天或陰雨天，人們都可以享受到大自然的恩賜，享受到電能帶來的光和熱．

　　微生物電池：在探索微生物能源工作中，一些國家正在從事著微生物電池的研究．什么是微生物電池呢？它是一種用微生物的代謝產物，做電極活性物質，從而獲取電能．從研究的進展看，作為微生物電池的活性物質，只限于甲酸、氫、氨等．我們用一種叫產氣單抱菌的細菌，處理100摩爾椰子汁，使其生成甲酸，然后把以此做電解液的3個電池串連在一起，生成的電能可使半導體收音機連續(xù)播放50多個小時．當然，這只是試驗，但它表現出的事實是令人神往的．

　　21世紀是人類飛向宇宙的時代，在宇宙飛船這樣的封閉系統中，排泄物的處理確實是個必須解決的問題．美國宇宙航行局設計了一種一舉兩得的解決方案：用一種芽孢桿菌處理尿，使尿酸分解而生成尿素，在尿素酶的作用下分解尿素產生氨．氨用做電極活性物質，在鉑電極上產生電極反應，組成了邀翔太空的理想微生物電池．在宇航條件下，每人每天如果排出22克尿，就能夠獲得47瓦時的電力．

　　氫燃料電池，成為微生物能源的又一種電能形式．利用一種產生氫氣能力強的細菌，在容積為10升的發(fā)酵裝置中，每小時所產生的近20升氫氣，足以維持3.1～3.5伏燃料電池的工作．科學日新月異的21世紀，有機廢水的處理也與微生物電池發(fā)生了密切關系．在利用微生物處理有機廢水時，在使廢水無害化的同時，可以把微生物的代謝產物做微生物電池的活性物質，從而獲得電能，從這個角度上，微生物做為同時解決公害和能源問題的一種手段，已引起人們的廣泛注意．盡管微生物電池的研制尚處在萌芽狀態(tài)，使用也還只限于一定范圍，但是到21世紀的某一天，微生物電池就能夠帶動著馬達飛轉，為人類創(chuàng)造更多的物質財富．

　　向污泥要能源：城市下水道污泥中富含有機物質，其中蘊藏著可觀的能量．不少國家已開始利用厭氧細菌將下水道污泥“消化”，然后收集其中產生的沼氣作為熱源，并將下水道污泥制成固體燃料．

　　關于下水道污泥作為固體燃料的開發(fā)與實用化研究方面，歐洲國家居領先地位．日本東京都能源局利用下水道污泥作為燃料發(fā)電的試驗也已獲成功．日本能源科學家還將下水道污泥利用多級蒸發(fā)法制成固狀物，所得燃料的發(fā)熱量為16 000～18 000 kJ/kg，與煤差不多．

　　德國的一家化學公司將工廠下水道排放的廢水(其中含10％的普通生活污水)進行處理，所得活性污泥作為燃料，他們在下水道污水中加入有機凝集劑，再用電力脫水機脫去部分水分，加入一定比例的粉煤，最后利用壓濾機榨干水分，用這種方法制成的燃料發(fā)熱量大約是9 200～1 000 kJ/kg，并且將其干燥、粉碎后并不影響其燃燒性能．

　　從下水道污泥中挖掘潛在能源，不僅開辟了能源新途徑，還可以根本上解決城市下水道污泥污染問題．對改善城市地下水水質有著至關重要的作用．環(huán)境科學家有必要重新估計下水道污泥的作用和利用價值，進一步研究下水道污水處理以及下水道水系的設計．

　　目前，世界上許多國家正在研究，能否建立一個從污水處理到能源、環(huán)保方面的綜合管理體系，以便一勞永逸地解決下水道污水的去向問題．

摘自《能源趣覽》

閱讀完以上文章后回答：

(1)文中介紹了哪幾種新的能源利用方式？分別是什么？

(2)利用積雪和下雨發(fā)電的工作原理分別是什么？

(3)結合你在日常生活中對能源的利用，談談你對節(jié)約能源的看法．

Answer 1

答案：
解析：

(1)第一：利用積雪發(fā)電；第二：利用下雨發(fā)電；第三：微生物電池；第四：氫燃料電池；第五：向污泥要能源． 　　(2)利用積雪發(fā)電的工作原理是，將蒸發(fā)器放在地面上，將凝縮器放在高山上，再用兩根管子將它們連接在一起，然后抽出管內空氣，用地下熱水使低沸點的氟里昂(即現代電冰箱所用的制冷物質)汽化，并以雪冷卻凝縮器，由于氟里昂的沸點很低，加上管內被抽空，所以它就沸騰起來，變成氣體快速向管子的上端跑去，沖擊汽輪機旋轉，從而帶動發(fā)電機發(fā)電． 　　利用下雨發(fā)電是利用一種葉片交錯排列，并能自動關閉的輪子，輪子的葉片可以接受來自任何方向的雨滴，并能自動開關，使輪子一側受力大，另一側受力小，從而在雨滴沖擊和慣性的作用下高速旋轉，驅動電機發(fā)電．