第九章 化學與社會發(fā)展(滬教)

（1）通過大氣和水分的升騰循環(huán)，再通過風、流水、波浪、海流等以風能和水能等形式釋放出來。
（2）被海洋吸收，成為海洋內能，再以潮汐等形式釋放出來。
（3）通過植物的光合作用把太陽能轉化和儲存起來，再以草木、沼氣、煤、石油、天然氣等燃料的形式釋放出來。
（4）通過轉化成電能，被人們直接利用，這種方式目前主要通過太陽能電池來實現。
太陽能電池就是利用晶體硅和非晶體硅為材料制成的一種將太陽能轉化為電能的 裝置，常用的太陽能電池是硅電池。許多國家的太陽能利用日益商品化。在日本、美國和歐洲，用太陽能供電的無線電、風扇、電冰箱等日用品琳瑯滿目。
（1）太陽能照相機
日本制成的世界上第一架太陽能照相機，重量僅有475克，機內裝有先進的太陽能電池系統(tǒng)，其蓄電池可連續(xù)使用4年。美國一家公司生產了一種新型的135照相機，它的光圈、速度均由微電腦自動控制，電力則有太陽能硒光電池提供，只要有光線，就能供電。
（2）太陽能電話
以太陽作能源的無線電話已在英國一家無線電公司問世。它利用頂端上裝的太陽能接受板，可以不斷給電池充電。使用者的聲音通過無線電波輸入附近的電話交換機，再傳送到各地電話通訊網去。巴黎伏德瓦特公司制作的太陽能收費公用電話，耗電量極低，只要在陽光下充電幾小時，便足夠使用十天之多。
（3）太陽能冰箱
法國的太陽能冰箱以甲醇為制冰機，每24小時可制冰10千克，保鮮30千克食物。印度研制出一種倉庫用的大型太陽能冰箱，上部裝有的拋物線鏡將陽光集中在半導體網孔上，把光轉換成電流，箱內溫度保持在負2攝氏度，可冷藏500千克食品，每天還可制出25千克冰。
（4）太陽能電視機
芬蘭研制的太陽能電視機只要白天把半導體硅光電轉換器放在有陽光的窗臺上，晚上不需要電源便可觀看電視。轉換器貯存的電能，可供工作電壓為12v的電視機使用3~4小時。印度研制的太陽能電視機，其能源吸收系統(tǒng)只要每天工作4小時，即使3天無太陽，也能不用電源而正常接收訊號播放節(jié)目。
（5）太陽能住宅
這是利用太陽能電池的一種特殊民用建筑，包括陽光集能、蓄能、發(fā)電、加熱以及相應的控制裝置。目前各國設計的太陽能住宅一般比較小，居住面積100平方米左右。如以色列缺乏能源，但每年有320個以上的晴天，所以，政府號召市民購買太陽能住宅。目前，該國已成為世界普及太陽能發(fā)電、加熱最快的國家。
太陽能電池的前景很廣闊，據預測：到21世紀中期，全世界電力總耗量的20%-30%將由太陽能電池提供。
三、能代替鋼鐵的陶瓷
陶瓷能代替鋼嗎？回答是肯定的。我們所說的這個陶瓷，并不是我們常見的陶瓷，而是一種被稱為高技術的新品種陶瓷。高技術陶瓷與普通陶瓷，“血統(tǒng)”上并無淵源，但材料科學家能從地球上現有的幾十萬種原料中，慧眼獨具，發(fā)展出這種“身懷絕技”的“萬能”材料來，的確是受了普通陶瓷的啟迪。
長久以來，金屬一直占據著材料王國的霸主，尤其是鋼鐵，應用范圍更加廣泛。鋼鐵作為材料有它的許多優(yōu)點，然而也存在著諸如不耐腐蝕、不耐高溫、不夠堅硬、不能絕熱等缺點。有趣的是，鋼鐵等金屬的短處，反過來恰恰是非金屬材料的長處。不過陶瓷也有自己的“薄弱環(huán)節(jié)”：雖硬但無韌性，一碰就碎，以敲就斷，而且毫無彎曲延長的余地。因此，要讓陶瓷代替鋼鐵，必須對陶瓷材料進行“抽筋換骨”的手術，做到揚長避短。材料科學家分析了普通陶瓷的成分以后，認為它的一種主要原料，含雜質較多的黏土，是普通陶瓷的“薄弱環(huán)節(jié)”的根源，所以，他們試用硅酸鹽類化工原料和一些人工合成的氧化物來取代黏土。科學家曾將沙淀粉和氧化鋯三種原料按一定比例混合，放進溫度為1400oc、充有氮氣的爐子內燒上7小時，最后制成一種銀灰色的氧化硅陶瓷。這種高技術陶瓷，密度和鋁差不多，能耐受1500oc以上的高溫，韌性很好，硬度尤其驚人，只有用金剛石才能把它割斷。以后，又試驗制成了碳化硅、氧化鋯、碳化鈦、增韌氧化鋁等幾種新陶瓷材料。