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詳述人類未來可能的能源. 發問者： 酷冰俠 ( 初學者 5 級)
發問時間： 2008-01-07 12:38:24
解決時間： 2008-01-15 12:43:01
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未來的能源
水合甲浣
核聚變發電
氫能
超導電纜
太陽能
燃料電池
可以幫我介紹一下嗎
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最佳解答網友票選.. 回答者： 路人甲 ( 初學者 3 級 )
回答時間： 2008-01-10 11:36:14
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水合甲烷 ? 甲烷化學式 CH4 是天然氣及LNC中重要成份，簡單講就是瓦斯，目前人類使用的主要來源仍是石油化工中提取的
有研究顯示海洋生物屍體腐化時會產生沼氣，這些沼氣就是甲烷
而甲烷會跟水化合成為甲烷氣水包合物（Methane clathrate），也稱作甲烷水合物、甲烷冰或可燃冰
詳細資料
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%8F%AF%E7%87%83%E5%86%B0&variant=zh-tw
核聚變發電
台灣應該比較常用 核融合吧
現在核能發電是核分裂發電，使利用原子量大的原子分裂成原子量小的原子連帶產生熱能及輻射線
核融合指由質量小的原子，主要是指氘或氚，在一定條件下（如超高溫和高壓），發生原子核互相聚合作用，生成新的質量更重的原子核，並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量，原子核的變化（從一種原子核變化為另外一種原子核）往往伴隨著能量的釋放。最著名的太陽即為核融合產生熱能跟光能。
發電就是利用這些熱能產生熱蒸氣推動發電機發電
詳細資料
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E6%A0%B8%E8%81%9A%E8%AE%8A&variant=zh-tw
氫能即是利用氫氣經過化學反應後所產生的能量，是燃料電池的一種，它不但不會產生廢氣污染環境，而且也可以儲存能量，所以是目前正在研究大量生產的方法。
最大的好處在於潔淨因為產生能量後的最終產物是水，最大的原料來源也是水。但是目前最大的困難點在於氫的儲存。
超導電纜
目前使用電纜材料主要是銅與鋁合金，雖然電阻不高但是長距離的傳輸仍會造成電能損耗變成熱能散逸，造成能源浪費。
利用超導體能有效節省能源浪費，而且電纜的尺寸會遠小於目前使用尺寸，也節省大量材料成本及裝置費用。目前超導體使用溫度仍小於零度，造成實際應用上的困難。目前科學家利用奈米技術生產例如奈米炭管，期望能生產出室溫使用，成本較低的超導材料。
相關資料
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E8%B6%85%E5%AF%BC%E4%BD%93&variant=zh-tw
太陽能
廣泛的來說 目前除了地熱能源外幾乎所有人類使用的能源都是直接或間接使用太陽能。
太陽能有取之不盡 用之不竭 不用只是浪費的特點而且直接使用幾乎無污染及其他影響。
太陽能一般指太陽光的輻射能量。太陽能的利用有被動式利用（光熱轉換）和光電轉換兩種方式。太陽能發電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風能，化學能，水的勢能等等。
詳細資料
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%A4%AA%E9%99%BD%E8%83%BD&variant=zh-tw
燃料電池
正如前述燃料電池為氫能運用的一種方式，眾所皆知水經過電解會產生氫氣及氧氣，若能將化學式逆反應，以氫及氧化合成水便能釋放出電為其原理
但目前主要問題仍卡在氫的儲存，替代方案例如不直接使用氫氣使用含有氫氣的簡單物質例如甲烷及甲醇，氧氣即為大氣中含氧
由於燃料電池使用之料源如氫甲烷及甲醇皆為一般使用之燃料，故稱其燃料電池
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E7%87%83%E6%96%99%E9%9B%BB%E6%B1%A0&variant=zh-tw
參考資料
維基跟ＭＥ的看法 相關詞：
燃料電池原理,氫燃料電池,燃料電池缺點,燃料電池應用,燃料電池車,燃料電池優缺點,燃料電池概念股,燃料電池公司,燃料電池種類,燃料電池心得
燃料電池,甲烷,核聚變發電,太陽能,原子核,wikipedia.org,甲烷化學式,amp,氫能,BD[ 快速連結 ] 其它回答( 1 ) | 意見( 0 ) | 評論( 0 )
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回答者： Z生 ( 初學者 5 級 )
回答時間： 2008-01-07 14:16:09
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最近看了能夠藉由體溫就能運作的手錶
便在做這方面的小報告
提供給您參考
<<熱電能源>>
一. 熱電發電的原理介紹
何謂熱電發電？
熱電發電就是透過溫差產生電壓，由不同大小的電壓產生電流。原因是因不同種類金屬擁有自由電子數不同，當兩金屬連接形成迴路，透過溫度的改變會造成接觸面之自由電子運動而使金屬間產生電壓。此電壓由接觸面積、溫度差、與金屬種類來決定，當兩端溫度相同時，端點所產生的電壓便相同，這時並不會有電流；所以當兩端間存在溫度差，大小不同的電壓便會形成一股由高的電壓往低電壓移動的電流。
背景：
西元1823年一德國物理學家Seebeck從他的實驗發現，若將一指南針放置在一個由兩個不同金屬(銻與銅)所組成的封閉迴路旁，同時在其中的一端接點處加熱，會看到指針出現偏轉的現象，此處磁針的偏轉是由電流所致，而此種由熱生電的現象，稱為Seebeck效應。
西元1834年法國人Peliter發現，當直流電通過兩種不同金屬材料所構成的迴路時，接點上將產生吸熱或放熱的現象，因此這個現象稱Peliter效應(電致冷效應)。
--------------------------------------------------
二. 熱電材料與目前的應用
什麼熱電材料?
熱電材料是一種能將電能與熱能交互轉換的材料，此種材料能夠在足夠的溫差下產生電壓，達到以熱生電的現象。在另一方面也能夠在供給一電流下產生吸熱或放熱的效應，進而達到以電生熱或致冷的現象。
目前熱電材料的選擇可依其運作溫度分為三類：
1.碲化鉍：使用於熱電致冷器的材料，其最佳運作溫度 < 450℃
2.碲化鉛：使用於熱電產生器的材料，其最佳運作溫度大約是1000℃
3.矽鍺合金：使用於熱電產生器的材料，其最佳運作溫度大約是1300℃
目前的應用：
熱電材料主要應用於熱電致冷器與熱電發電機，而熱電偶、露營用的手提冷卻器、車內用冰箱、電腦的CPU散熱器、工廠的廢熱回收系統到太空科技的半導體發電晶片都可以看到其應用的蹤跡。
然而，目前科學家開發出一種能從環境溫差中產生電力的方法，它的運作原理是熱電發電機(TEG)以半導體元素製成，而能夠從冷、熱環境的溫差中產生電力，日本和德國研發的體溫手錶即為一例。
--------------------------------------------------
三. 熱電能源的優缺點與當前的突破
優點：
熱電發電與現今大型的發電機和冷凍機比較，其優點是：
1.結構簡單、體積小重量輕。
2.無機械零件、器材靜寂、不震動而耐用。
3無冷媒、不會產生物質來破壞環境。
缺點：
1.雖說熱電發電不會造成環境污染，但其材料使用多以重金屬鉍、銻、鉛等為原料，這些原料不僅在自然界含量少，熔點低，而且有劇毒，影響了真正的實用化。
2.單純的TEG裝置只能提供200毫伏(0.2伏特)，然而目前的電子裝置至少需要1或2伏特；工業用TEG必須要幾十度甚至千百度的溫差才能產生使機械運作的電力。然而人體表面溫度跟環境只相差幾度而已，要能在微小溫差下產生足夠的電能也是目前面臨的難題之一。
3.熱電轉換效率低，其轉換效率僅達15%，約只有傳統發電機與冷凍機效率之65%，這也是為何熱電材料未能被廣泛應用於現代電器的重要原因。
(備註. 1伏特 =1000毫伏 1毫伏 = 1000微伏 )
當前的突破：
日本發展新型熱電轉換材料，以容易獲取的鈦酸鍶為絕緣體，在其中加入少量鈮後，就會產生自由電子(變成半導體的性質)。再把加入鈮的鈦酸鍶加工成厚度僅有0.4奈米的薄膜，然後放進鈦酸鍶夾層中，在溫度差達1℃時，可產生約800μV(微伏)的電力。這種「三明治」結構的熱電轉換材料轉換效率約是以往用重金屬制成的熱電轉換材料的2倍。同時，實驗顯示，如果增加薄膜的層數，轉換效率可得到進一步提高。
另外，這種新型熱電轉換材料原料分布廣，對人體與環境無毒害，並且熔點可高達2080攝氏度。
--------------------------------------------------
四. 結語
隨著科技的進步，人類的科學也進入微觀的奈米時代，為了能真正有效節約能源與對抗溫室效應，科學家對於熱電能源的研究逐漸朝向「研發低功率的熱電發電的生活用品甚至家電產品」與「提升熱電轉換效率增加發電量」。能期待的是，由於奈米技術的發展使熱電材料的性能不斷提昇，也許不久未來的手機、電腦、汽車、家、或工廠，將能利用隨處可得的溫差來獲得電能或動力，而非以發電廠來供應電力或是其他燃料來供應能源導致對環境的汙染與破壞。
參考資料：
熱電材料應用簡介、熱電偶介紹、超薄熱電模組設立熱電應用全新性能標竿、半導體介紹、新華網-日本製成高效無害的熱電轉換材料、ENGADGET癮科技-體熱發電機、其他熱電相關資訊 1
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發問時間： 2008-01-07 12:38:24
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水合甲烷 ? 甲烷化學式 CH4 是天然氣及LNC中重要成份，簡單講就是瓦斯，目前人類使用的主要來源仍是石油化工中提取的
有研究顯示海洋生物屍體腐化時會產生沼氣，這些沼氣就是甲烷
而甲烷會跟水化合成為甲烷氣水包合物（Methane clathrate），也稱作甲烷水合物、甲烷冰或可燃冰
詳細資料
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%8F%AF%E7%87%83%E5%86%B0&variant=zh-tw
核聚變發電
台灣應該比較常用 核融合吧
現在核能發電是核分裂發電，使利用原子量大的原子分裂成原子量小的原子連帶產生熱能及輻射線
核融合指由質量小的原子，主要是指氘或氚，在一定條件下（如超高溫和高壓），發生原子核互相聚合作用，生成新的質量更重的原子核，並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量，原子核的變化（從一種原子核變化為另外一種原子核）往往伴隨著能量的釋放。最著名的太陽即為核融合產生熱能跟光能。
發電就是利用這些熱能產生熱蒸氣推動發電機發電
詳細資料
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E6%A0%B8%E8%81%9A%E8%AE%8A&variant=zh-tw
氫能即是利用氫氣經過化學反應後所產生的能量，是燃料電池的一種，它不但不會產生廢氣污染環境，而且也可以儲存能量，所以是目前正在研究大量生產的方法。
最大的好處在於潔淨因為產生能量後的最終產物是水，最大的原料來源也是水。但是目前最大的困難點在於氫的儲存。
超導電纜
目前使用電纜材料主要是銅與鋁合金，雖然電阻不高但是長距離的傳輸仍會造成電能損耗變成熱能散逸，造成能源浪費。
利用超導體能有效節省能源浪費，而且電纜的尺寸會遠小於目前使用尺寸，也節省大量材料成本及裝置費用。目前超導體使用溫度仍小於零度，造成實際應用上的困難。目前科學家利用奈米技術生產例如奈米炭管，期望能生產出室溫使用，成本較低的超導材料。
相關資料
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E8%B6%85%E5%AF%BC%E4%BD%93&variant=zh-tw
太陽能
廣泛的來說 目前除了地熱能源外幾乎所有人類使用的能源都是直接或間接使用太陽能。
太陽能有取之不盡 用之不竭 不用只是浪費的特點而且直接使用幾乎無污染及其他影響。
太陽能一般指太陽光的輻射能量。太陽能的利用有被動式利用（光熱轉換）和光電轉換兩種方式。太陽能發電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風能，化學能，水的勢能等等。
詳細資料
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%A4%AA%E9%99%BD%E8%83%BD&variant=zh-tw
燃料電池
正如前述燃料電池為氫能運用的一種方式，眾所皆知水經過電解會產生氫氣及氧氣，若能將化學式逆反應，以氫及氧化合成水便能釋放出電為其原理
但目前主要問題仍卡在氫的儲存，替代方案例如不直接使用氫氣使用含有氫氣的簡單物質例如甲烷及甲醇，氧氣即為大氣中含氧
由於燃料電池使用之料源如氫甲烷及甲醇皆為一般使用之燃料，故稱其燃料電池
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E7%87%83%E6%96%99%E9%9B%BB%E6%B1%A0&variant=zh-tw
參考資料
維基跟ＭＥ的看法 相關詞：
燃料電池原理,氫燃料電池,燃料電池缺點,燃料電池應用,燃料電池車,燃料電池優缺點,燃料電池概念股,燃料電池公司,燃料電池種類,燃料電池心得
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<<熱電能源>>
一. 熱電發電的原理介紹
何謂熱電發電？
熱電發電就是透過溫差產生電壓，由不同大小的電壓產生電流。原因是因不同種類金屬擁有自由電子數不同，當兩金屬連接形成迴路，透過溫度的改變會造成接觸面之自由電子運動而使金屬間產生電壓。此電壓由接觸面積、溫度差、與金屬種類來決定，當兩端溫度相同時，端點所產生的電壓便相同，這時並不會有電流；所以當兩端間存在溫度差，大小不同的電壓便會形成一股由高的電壓往低電壓移動的電流。
背景：
西元1823年一德國物理學家Seebeck從他的實驗發現，若將一指南針放置在一個由兩個不同金屬(銻與銅)所組成的封閉迴路旁，同時在其中的一端接點處加熱，會看到指針出現偏轉的現象，此處磁針的偏轉是由電流所致，而此種由熱生電的現象，稱為Seebeck效應。
西元1834年法國人Peliter發現，當直流電通過兩種不同金屬材料所構成的迴路時，接點上將產生吸熱或放熱的現象，因此這個現象稱Peliter效應(電致冷效應)。
--------------------------------------------------
二. 熱電材料與目前的應用
什麼熱電材料?
熱電材料是一種能將電能與熱能交互轉換的材料，此種材料能夠在足夠的溫差下產生電壓，達到以熱生電的現象。在另一方面也能夠在供給一電流下產生吸熱或放熱的效應，進而達到以電生熱或致冷的現象。
目前熱電材料的選擇可依其運作溫度分為三類：
1.碲化鉍：使用於熱電致冷器的材料，其最佳運作溫度 < 450℃
2.碲化鉛：使用於熱電產生器的材料，其最佳運作溫度大約是1000℃
3.矽鍺合金：使用於熱電產生器的材料，其最佳運作溫度大約是1300℃
目前的應用：
熱電材料主要應用於熱電致冷器與熱電發電機，而熱電偶、露營用的手提冷卻器、車內用冰箱、電腦的CPU散熱器、工廠的廢熱回收系統到太空科技的半導體發電晶片都可以看到其應用的蹤跡。
然而，目前科學家開發出一種能從環境溫差中產生電力的方法，它的運作原理是熱電發電機(TEG)以半導體元素製成，而能夠從冷、熱環境的溫差中產生電力，日本和德國研發的體溫手錶即為一例。
--------------------------------------------------
三. 熱電能源的優缺點與當前的突破
優點：
熱電發電與現今大型的發電機和冷凍機比較，其優點是：
1.結構簡單、體積小重量輕。
2.無機械零件、器材靜寂、不震動而耐用。
3無冷媒、不會產生物質來破壞環境。
缺點：
1.雖說熱電發電不會造成環境污染，但其材料使用多以重金屬鉍、銻、鉛等為原料，這些原料不僅在自然界含量少，熔點低，而且有劇毒，影響了真正的實用化。
2.單純的TEG裝置只能提供200毫伏(0.2伏特)，然而目前的電子裝置至少需要1或2伏特；工業用TEG必須要幾十度甚至千百度的溫差才能產生使機械運作的電力。然而人體表面溫度跟環境只相差幾度而已，要能在微小溫差下產生足夠的電能也是目前面臨的難題之一。
3.熱電轉換效率低，其轉換效率僅達15%，約只有傳統發電機與冷凍機效率之65%，這也是為何熱電材料未能被廣泛應用於現代電器的重要原因。
(備註. 1伏特 =1000毫伏 1毫伏 = 1000微伏 )
當前的突破：
日本發展新型熱電轉換材料，以容易獲取的鈦酸鍶為絕緣體，在其中加入少量鈮後，就會產生自由電子(變成半導體的性質)。再把加入鈮的鈦酸鍶加工成厚度僅有0.4奈米的薄膜，然後放進鈦酸鍶夾層中，在溫度差達1℃時，可產生約800μV(微伏)的電力。這種「三明治」結構的熱電轉換材料轉換效率約是以往用重金屬制成的熱電轉換材料的2倍。同時，實驗顯示，如果增加薄膜的層數，轉換效率可得到進一步提高。
另外，這種新型熱電轉換材料原料分布廣，對人體與環境無毒害，並且熔點可高達2080攝氏度。
--------------------------------------------------
四. 結語
隨著科技的進步，人類的科學也進入微觀的奈米時代，為了能真正有效節約能源與對抗溫室效應，科學家對於熱電能源的研究逐漸朝向「研發低功率的熱電發電的生活用品甚至家電產品」與「提升熱電轉換效率增加發電量」。能期待的是，由於奈米技術的發展使熱電材料的性能不斷提昇，也許不久未來的手機、電腦、汽車、家、或工廠，將能利用隨處可得的溫差來獲得電能或動力，而非以發電廠來供應電力或是其他燃料來供應能源導致對環境的汙染與破壞。
參考資料：
熱電材料應用簡介、熱電偶介紹、超薄熱電模組設立熱電應用全新性能標竿、半導體介紹、新華網-日本製成高效無害的熱電轉換材料、ENGADGET癮科技-體熱發電機、其他熱電相關資訊 1
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