納米金屬燃料資料課件

Nano-metalFuel納米金屬燃料專業(yè)：09材料物理maker:115

目錄

Contents1.能源、燃料2.納米金屬燃料3.納米金屬鐵粉4.其制備的方法2世界能源消耗與儲(chǔ)備3世界能源消耗與儲(chǔ)備4世界能源消耗與儲(chǔ)備5那么，納米技術(shù)是否可以為全球能源問題帶來福音呢？6納米金屬燃料有望成為新型清潔能源

人類在享受汽車帶來的便利的同時(shí),也不得不忍受汽車尾氣造成的空氣污染,而全球變暖和油價(jià)高起更讓尋找替代能源成了迫切的要求。太陽能汽車、氫燃料電池汽車、油電混合動(dòng)力汽車應(yīng)運(yùn)而生。盡管它們正在獲得越來越多的認(rèn)可,卻依然不盡如人意。比如售價(jià)不低或使用成本過高,再比如性能上仍無法和汽油或柴油動(dòng)力車媲美。有沒有其他解決方案呢?7美國(guó)田納西州橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家也在研究這個(gè)課題,他們想到一種非常新奇的解決方法:以金屬作為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料。實(shí)驗(yàn)室的戴夫·比奇博士認(rèn)為,鐵、鋁、硼都可以用作新的替代能源。根據(jù)比奇的計(jì)算,使用特制的發(fā)動(dòng)機(jī)和同等體積的金屬燃料,一輛轎車的行駛距離是普通汽油動(dòng)力汽車的3倍。而且由于燃燒的是金屬燃料,它幾乎沒有污染,也就是說沒有二氧化碳、氮氧化物,也沒有灰塵和煤煙。這種金屬燃料甚至還可以被循環(huán)使用。只要將用過的納米顆粒放到氫氣環(huán)境下進(jìn)行加熱,它們就會(huì)再次成為可用的燃料。

8金屬燃料定義：一類具有高燃燒熱值的金屬模板和金屬粉體

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從熱化學(xué)的觀點(diǎn)看，在元素周期表中左上角部分，原子量小的金屬氧化時(shí)，都可以獲得高的燃燒熱。

由此看出鈹、鋰、硼、鋁、鎂、鈦、硅等金屬的單位燃燒熱大于汽油和氫的燃燒熱。10

由于金屬燃料的火焰溫度高，燃燒產(chǎn)物顆粒的輻射系數(shù)高，能形成非常明亮的火焰，因而可作為燃燒彈，照明彈，閃光彈和閃光燈的主要原料11雖然，金屬燃燒有著很大的優(yōu)點(diǎn)。但在正常狀態(tài)下金屬的著火點(diǎn)溫度較高，燃燒困難，不適合作為燃料使用。

那么，有什么方法可降低金屬的著火點(diǎn)呢？12利用納米材料所具有的特殊熱學(xué)性質(zhì)如果把金屬制成非常小的納米級(jí)顆粒，使金屬具有很高的表面能，其著火和燃燒等特性都會(huì)有明顯的改變。13所有物體的的表面都有表面能，只是宏觀的物體相對(duì)表面積小，表面能也很小。當(dāng)塊體體積減小時(shí)，位于表面的原子數(shù)目就增多，表面能增加。當(dāng)塊體達(dá)到納米和微米級(jí)大小時(shí)，其表面能升高幾百倍。這時(shí)，活潑的表面原子極易與氧氣分子發(fā)生反應(yīng)，金屬燃料的燃點(diǎn)就降低了。、eg：室溫下，將粒徑為10nm左右的鐵粉置于空氣中，鐵粉將自燃。14納米金屬鋁粉納米金屬硼粉納米金屬鐵粉

例如納米鐵粉是一種全新的環(huán)保型燃料，著火點(diǎn)低于300℃，燃燒時(shí)能釋放大量能量，從而產(chǎn)生動(dòng)力，在動(dòng)力機(jī)械裝置中有很大的應(yīng)用前景。

納米金屬燃料15納米金屬鐵粉16納米鐵粉燃燒時(shí)所釋放的能量幾乎是同等體積汽油的2倍。一箱33升納米金屬鐵燃料行駛的距離燃料Fuel50升汽油或柴油的行駛距離納米金屬燃料燃燒時(shí)幾乎完全沒有污染，既不產(chǎn)生二氧化碳，也不產(chǎn)生油煙和氮氧化物等，對(duì)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生危害。并且，納米金屬燃料還可以全部重新利用：把燃燒過的金屬氧化產(chǎn)物在氫氣中加熱至425℃，金屬氧化物即被還原成金屬，這樣燃料即可重新利用，從而達(dá)到節(jié)能減排的效果17納米金屬燃料的制備目前，一般的方法：高能磨球法和氣相法。高能球磨法：利用球磨機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)或振動(dòng)，使硬球?qū)υ线M(jìn)行強(qiáng)烈的撞擊，研磨和攪拌，把金屬或合金粉末粉碎為納米級(jí)微粒。氣相法：即蒸