当今世界的能源问题(上)

能源就是能够提供能量的物质。大自然赋予人类的能源是多种多样的,可以把它们分为常规能源和新能源两大类。技术上比较成熟而使用较为普遍的能源称为常规能源,如煤炭、石油、天然气、水能等。近几十年才开始利用或正在开发研究的能源称为新能源,如太阳能、核能、沼气能、风能、氢能、地热能、海洋能、电磁能等。 经济发展的“火车头” 自古以来,人类就为改善自身的生存条件、促进社会经济的发展     

节能与生活

能源是指为人类提供能量的天然物质.它包括煤、石油、天然气和水能等,也包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能(潮汐能)和核能等新能源.     

废水处理新系统

康奈尔大学的工程师们发明了一种新的废水处理系统,该系统能够生产能源和再利用水,成本比传统的废水处理系统更低廉。本系统主要是利用细菌过滤大量的污染物质,然后,在未完全净化的水中种植植物。在净化的过程     

化学为建设可持续发展社会给力——化学年里谈化学

化学是研究物质的结构、性质、反应和转化规律的科学,是创造新物质的科学,是自然科学的核心学科。化学为我们创造了五彩缤纷的物质世界和不计其数的物质财富,一直为人类生存和社会可持续发展提供必要的物质基础,推动人类社会快速步入现代文明,并得以迅猛发展。当今世界,解决社会可持续发展所面临的能源、环境、人口和健康等问题,都离不开化学科学。     

21世纪的重要能源--生物质能

生物质是指地球上从光合作用获得的各种物质,它是以化学方式储存的太阳能,也是以可再生形式储存在生物圈中的碳。因此,它是地球上一个巨大的能源库。生物质的种类很多,目前人们可以利用的大致分为六大类：木质素、农业废弃物、水生植物、油料作物、加工废弃物、人畜粪便等。生物质能的转换和利用具有解决能源短缺问题和环境保护的双重效果,受到了人们的极大重视,是21世纪能源发展的一个方向。展望对世纪的能源发展,国外不少学者使用了“能源革命”（energyrevolution）一词,认为人类将面临严重的能源问题,解决能源短缺问题是人类社…     

未来能源在海底

当科学家想到能源时,浮现在脑海中的常常是火焰,而不是冰块。 火焰和冰块也许是一对风马牛不相及的组合,但是越来越多的科学家相信,未来洁净能源的最大一部分也许藏在海底──以冰冷的能够燃烧的冰块晶体形式存在。 这种称为水合甲烷的物质大量沉积在大陆架的边缘,有机沉淀物在这个压力巨大而且温度寒冷的地方存在了数百万年。初步证据表明,这些物质的储备量也许超过了石油、煤炭和天然气的总和。 最近率领一个考察队前往卡罗来纳近海布莱克海脊进行考察的查尔斯·波尔认为,单是这种形成物就含有足够的甲烷满足美国１０５年的天然气…     

能源前沿:从分布式能源到分布式智能网络

<正>"能源"是能量相互转化的物质基础,是人类文明可持续发展的"动力".从火的出现开始,人类一直探寻着能源转化的科学规律,人类文明的进步始终依靠能源技术及其伴随的信息技术的变革.第一次工业革命是能源革命,瓦特发明了蒸汽机的联协运动和自动控制装置,使得蒸汽机成为人类自动把宏观能源物质转化为能源的特征时代;第二次工业革命还是能源革命,德国西门子在法拉第电磁感应原理的驱动下,发明了把微观能源物质转化为能源的技术,这     

早期人类创新进化中的几个关键节点

讨论了生物的创新进化,介绍了创新进化的概念及其遵循的规律,着重分析人类进化中创新进化的表现。早期人类创新进化的主要体现:直立行走解放了手;人工生火、用火是主动取得能源和主动使用能源的开始;熟食取得充分的营养,使脑功能完善;抽象思维的发展是物质的演绎,同时又回过头来改造物质,这是其他动物做不到的,是人类区别于其他动物的根本;主动取得能源,主动生产食物,这种劳动是任何动物不可能做到的。     

铝——明天的燃料

一种用金属片和盐水作燃料的电动车今秋通过试验,它使用的电池将使普通物质变成取之不尽的能源。铝现在已成为一种新型的燃料,研究人员已研制出以这种普通金属作燃料的电池,从而使这种金属成为取之不尽的能源。由这种电池驱动的车辆,将在五年内奔驰在公路上。用铝驱动的车辆何时能够大量推广,还要看石油价格的情况。这种车如每年行驶     

我国核聚变之路任重而道远

<正>众所周知,核聚变能资源无限,能够和谐高效地解决人类社会的能源问题、环境问题,推动人类社会的可持续发展,是人类的终极能源目标之一。核聚变能源的诱惑力如此之大,以至于世界各国都不愿只做旁观者,特别是俄罗斯、美国、日本和欧盟等一些重要国家和国际组织,早已着手布局。我国也不甘人后,数十年如一日地发展研究,开启了核聚变研究的创业之旅与逆袭之路。     

面向聚变堆的托卡马克稳态先进运行模式的发展

人类文明和经济的持续快速发展有赖于新能源的发现和广泛应用。清洁、高效、几乎无尽的核聚变能源可以成为当前化石能源的有效替代,能够成为人类的终极能源。名为托卡马克(Tokamak)的磁约束装置是当前人类用于研究核聚变产生能源的主要方式之一。为了提高其运行的安全性和经济性,科学家们设计了多种能够使聚变等离子体长时间稳态运行的先进运行模式。这类运行模式的长足发展依赖于高温等离子体物理和核聚变相关技术等领域的研究进展,尤其是对于自举电流和外部驱动电流的研究。托卡马克稳态先进运行模式将成为未来国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)和中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)主要的运行模式。     

国家自然科学基金能源化学发展规划和布局概况

我国是世界上最大的能源消费国和温室气体排放国,能源是关系我国经济社会可持续发展的重大问题.2020年9月,习近平总书记宣布“中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”,因此,需要大力发展碳中和技术体系和碳中和产业,积极推进能源革命[1]. 绝大多数的能源利用实质上是能量和物质不同形式之...     

自然信息

镜像物质能提供无限的能源吗?某些基本粒子理论认为每种粒子必定有其镜像同伴(mirror partner),例如,电子有一孪生的镜像电子。由于镜像粒子很难与普通物质发生作用,因此有人甚至将这种粒子视为宇宙中的“暗”物质。俄罗斯的物理学家Zurab Silagadze说若能捕捉到镜像物质,它们将会提供取之不尽、用之不竭的能源。他的设想如下:若将镜像物质置于由普通物质制造的贮存器内,它将轻微地吸收周围的热量。在它有机会再一次与普通物质相互作用以前,便将以镜像光子的形式充当镜像热能再辐射出去。这一快速和不能挽救的热量损失将使贮存器冷却,如果…     

地球内部物质的运动与动力

地球物理学研究的主体内涵是地球内部物理学,而地球内部物理学研究的核心则是地球内部结构、物质的运动和力源及其响应.在研究和探索地球内部物质与能量交换的深层过程与力源机制的基础上提出:(1)地球内部各圈层结构和物质组成是研究物质运动、介质属性、结构和深层过程的基础;(2)大陆漂移、海底扩张和板块运动是地球内部岩石圈物质飘曳在软流圈上运动极为重要的地球科学事件,大陆溢流玄武岩的喷发和地幔热柱的上升体现了水平力系与垂直力系并存和其耦合响应;(3)强烈地震的发生、火山喷发、青藏高原的整体抬升、第二深度空间金属矿产资源、油气能源形成与聚集是地球内部物质与能量交换的产物;(4)地球内部物质运动的驱动力源是其物质力学属性研究与探索的核心问题之一,但有关一系列的假说却难以解释发生在地球上的诸多事件,唯地幔对流说取得了较多的共识,由于尚缺乏可靠的精确实测论据,故乃为一假说;(5)地球内部放射性元素蜕变和核-幔热动力边界层及其产生的热能可能是驱动地球内部物质运动最可能的能源.地球内部是否可能还存在像天体运动研究中最近提出的"暗物质"和"暗能量"呢?为此尚必须深化认识地球本体.     

合成创造未来

正化学是现代科学的中心,而合成化学又在化学中起着基础和中心的作用。过去,合成化学为社会进步做出了巨大贡献,极大地影响和改变了人类的生活。未来,合成化学将继续发挥强大的创造力,不断深化学科内涵并拓展与其他领域的交叉融合,而绿色化学已经成为合成化学的主题。化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学,是一门与材料、生命、信息、环境、能源、地球、空间、核科学等密切交叉和相互渗透的中心科学,是发现和创造新物质的主要手段,是一门"核心、实用和富有创造性"     

《国外电子信息精品著作》丛书（影印版）

科学出版社2007年1月出版信息技术的发展带动了微电子、计算机、通信、网络超导等产业的发展,促进了生命科学、新材料、能源、空航天等高新技术产业的成长.信息产业的发展水平不是社会物质生产、文化进步的基本要素和必备条件,也衡量一个国家的综合国力、国际竞争力和发展水平的重标志.     

超离子晶体

不久以前,人们还认为:所有物质的存在形式只能是固体、液体、气体和等离子体四种状态。然而,最近的研究成果表明,物质能够以特殊的混合状态而存在,这种物质叫做超离子晶体。它和所有的晶体一样,不但具有机械强度和弹性,而且具有良好的传导性。所以,科学家们认为:这种晶体特别适用于蓄电池、普通电池和燃料电瓶等,以取代目前正在采用的液体电解质。     

热物性学

热物性学是近二十年来逐渐形成的一门崭新的学科分支。它主要研究物质的热物理性质及其与微观结构的关系,以便最终能对物质的热物性进行预测和设计,因此它与现代科学技术诸领域,特别是能源和空间技术有着密切的关系。《热物性学》一文作者从事热物性研究近二十年,此文对热物性学的研究范畴和现状等作了较系统的论述和分析,并对今后的发展提出了自己的见解。     

封面说明

正重离子加速器具有重要的科学作用和社会意义,是研究物质微观结构、宇宙演化、解决人类有关生存环境问题的有效手段,如探索原子核存在的极限,探究宇宙中铁到铀元素的来源以及能量的起源,探究太阳系的演化过程等.此外,重离子加速器可为应用研究提供独特的实验条件,可开展先进能源相关材料研究、生命科学研究、高效生物农业研究、空间辐照效应研究等.中国科学院近代物理研究所是一个依     

走出矿物能源的困境

除非等到其他能源能够完全取代煤炭、石油和天然气,摆在人们面前的技术挑战都是显而易见的:在最大限度地依靠现有矿物能源的同时,也要尽可能地减轻其对环境的损害.