- Các nguồn năng lượng, nhiên liệu hoá thạch như dầu mỏ, than đá, khí tự nhiên… không phải là vô tận mà có giới hạn và ngày càng cạn kiệt.
- Khai thác và sử dụng năng lượng hoá thạch còn là một trong những nguyên nhân chủ yếu gây nên ô nhiễm môi trường và làm thay đổi khí hậu toàn cầu.
- Điều chế khí metan trong lò biogaz.
- Điều chế etanol từ crackinh dầu mỏ để thay thế xăng, dầu.
- Sản xuất ra chất thay cho xăng từ nguồn nguyên liệu vô tận là không khí và nước.
- Sản xuất khí than khô và khí than ướt từ than đá và nước.
- Năng lượng được sản sinh ra trong các lò phản ứng hạt nhân được sử dụng cho mục đích hoà bình.
- Năng lượng thuỷ điện, năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng địa nhiệt, năng lượng thuỷ triều…
- Năng lượng điện hoá trong pin điện hoá hoặc acquy.
- Cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế và khoa học kĩ thuật, nhu cầu của nhân loại về các vật liệu mới với những tính năng vật lí và hoá học, sinh học mới ngày càng cao.
b. Hoá học đã góp phần giải quyết vấn đề về vật liệu như thế nào?
- Vật liệu có nguồn gốc vô cơ.
- Vật liệu có nguồn gốc hữu cơ.
- Vật liệu mới:
- Vật liệu nano (còn gọi là vật liệu nanomet)
- Vật liệu quang điện tử.
- Vật liệu compozit.
Các em hãy phân tích ưu, nhược điểm của các nguồn năng lượng cơ bản của tương lai.
Các nguồn năng lượng cơ bản trong tương lai bao gồm:
1. Năng lượng mặt trời
- Ưu điểm: Hệ thống năng lượng mặt trời không đòi hỏi thêm nhiên liệu khác để hoạt động và tác động ô nhiễm môi trường gần như là không có. Ánh sáng mặt trời có thể được lưu lại thành nhiệt để sử dụng ngay hoặc chuyển đổi thành điện năng. Ngoài ra công nghệ còn cho phép biến đổi ánh sáng thành năng lượng điện thông qua hiệu ứng quang điện...
- Nhược điểm: Chi phí ban đầu cao đòi hỏi không gian sử dụng khá lớn. Ngoài ra, đối với hầu hết các lựa chọn thay thế năng lượng mặt trời thì hiệu suất sử dụng có thể bị ảnh hưởng bởi sự ô nhiễm không khí và thời tiết làm giảm lượng ánh sáng mặt trời.
2. Than đá
- ưu điểm: trữ lượng còn rất nhiều, đủ cung cấp cho thế giới trong 200 – 300 năm nữa với mức tiêu thụ như hiện nay.
- Nhược điểm: tạo ra nhiều tạp chất như lưu huỳnh và nitơ lẫn vào không khí hay thể kết hợp với nước trong không khí để tạo thành mưa axit. Việc đốt than cũng sản sinh ra một lượng lớn carbon dioxide, chất khí mà theo các nhà khoa học là góp phần vào sự ấm lên toàn cầu.
3. Gió
- ưu điểm: là một hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời, thuộc năng lượng tự nhiên, không gây ô nhiễm môi trường
- Nhược điểm: Gặp những khó khăn không nhỏ bởi hệ thống này phụ thuộc vào vị trí của nơi có gió mạnh. Nhiều lo ngại chỉ ra rằng các trang trại gió có thể ảnh hưởng đến thời tiết địa phương, nhưng điều này vẫn chưa được nghiên cứu một cách triệt để. Các nhà khoa học hy vọng rằng việc dùng cối xay gió trên bầu trời sẽ giải quyết những vấn đề hạn chế kể trên vì đây là vị trí có gió thổi mạnh và liên tục.
- Các nguồn năng lượng, nhiên liệu hoá thạch như dầu mỏ, than đá, khí tự nhiên… không phải là vô tận mà có giới hạn và ngày càng cạn kiệt.
- Khai thác và sử dụng năng lượng hoá thạch còn là một trong những nguyên nhân chủ yếu gây nên ô nhiễm môi trường và làm thay đổi khí hậu toàn cầu.
- Điều chế khí metan trong lò biogaz.
- Điều chế etanol từ crackinh dầu mỏ để thay thế xăng, dầu.
- Sản xuất ra chất thay cho xăng từ nguồn nguyên liệu vô tận là không khí và nước.
- Sản xuất khí than khô và khí than ướt từ than đá và nước.
- Năng lượng được sản sinh ra trong các lò phản ứng hạt nhân được sử dụng cho mục đích hoà bình.
- Năng lượng thuỷ điện, năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng địa nhiệt, năng lượng thuỷ triều…
- Năng lượng điện hoá trong pin điện hoá hoặc acquy.
- Cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế và khoa học kĩ thuật, nhu cầu của nhân loại về các vật liệu mới với những tính năng vật lí và hoá học, sinh học mới ngày càng cao.
b. Hoá học đã góp phần giải quyết vấn đề về vật liệu như thế nào?
- Vật liệu có nguồn gốc vô cơ.
- Vật liệu có nguồn gốc hữu cơ.
- Vật liệu mới:
- Vật liệu nano (còn gọi là vật liệu nanomet)
- Vật liệu quang điện tử.
- Vật liệu compozit.
Các em hãy phân tích ưu, nhược điểm của các nguồn năng lượng cơ bản của tương lai.
Các nguồn năng lượng cơ bản trong tương lai bao gồm:
1. Năng lượng mặt trời
- Ưu điểm: Hệ thống năng lượng mặt trời không đòi hỏi thêm nhiên liệu khác để hoạt động và tác động ô nhiễm môi trường gần như là không có. Ánh sáng mặt trời có thể được lưu lại thành nhiệt để sử dụng ngay hoặc chuyển đổi thành điện năng. Ngoài ra công nghệ còn cho phép biến đổi ánh sáng thành năng lượng điện thông qua hiệu ứng quang điện...
- Nhược điểm: Chi phí ban đầu cao đòi hỏi không gian sử dụng khá lớn. Ngoài ra, đối với hầu hết các lựa chọn thay thế năng lượng mặt trời thì hiệu suất sử dụng có thể bị ảnh hưởng bởi sự ô nhiễm không khí và thời tiết làm giảm lượng ánh sáng mặt trời.
2. Than đá
- ưu điểm: trữ lượng còn rất nhiều, đủ cung cấp cho thế giới trong 200 – 300 năm nữa với mức tiêu thụ như hiện nay.
- Nhược điểm: tạo ra nhiều tạp chất như lưu huỳnh và nitơ lẫn vào không khí hay thể kết hợp với nước trong không khí để tạo thành mưa axit. Việc đốt than cũng sản sinh ra một lượng lớn carbon dioxide, chất khí mà theo các nhà khoa học là góp phần vào sự ấm lên toàn cầu.
3. Gió
- ưu điểm: là một hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời, thuộc năng lượng tự nhiên, không gây ô nhiễm môi trường
- Nhược điểm: Gặp những khó khăn không nhỏ bởi hệ thống này phụ thuộc vào vị trí của nơi có gió mạnh. Nhiều lo ngại chỉ ra rằng các trang trại gió có thể ảnh hưởng đến thời tiết địa phương, nhưng điều này vẫn chưa được nghiên cứu một cách triệt để. Các nhà khoa học hy vọng rằng việc dùng cối xay gió trên bầu trời sẽ giải quyết những vấn đề hạn chế kể trên vì đây là vị trí có gió thổi mạnh và liên tục.