新能源与储能技术概论课程综合复习资料.docx

新能源与储能技术概论课程综合复习资料.docx

《新能源与储能技术概论课程综合复习资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新能源与储能技术概论课程综合复习资料.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

新能源与储能技术概论课程综合复习资料

《新能源与储能技术概论》课程综合复习资料

一、判断题

1.生物柴油燃烧所产生的二氧化碳远低于植物整个生长过程中所吸收的CO2，有利于缓解温室效应。

答案：

√

2.AFC使用的电解质为水溶液或稳定的强酸（30%-45%）基质，它起到从阴极到阳极传递H+的作用。

答案：

×

3.AFC需要使用纯氢作为燃料，因为KOH可能与N2H4，液态氨，甲醇，碳氢化合物和其他液态燃料发生反应。

答案：

√

4.AFC可以使用纯氧，空气或H2O2作为氧化剂。

但是，如果使用空气代替纯氧，则会降低电池的功率。

答案：

√

5.电解液通常使用30％-45％的KOH溶液。

电解质中传输的离子导体为OH-，KOH与CO2反应，因此对CO2非常敏感。

答案：

√

二、单选题

1.以下哪一种是异构化反应？

A.C2H4+H2->C2H6

B.

C.CH3COOCH2CH3+H2O→CH3COOH+CH3CH2OH

D.

答案：

D

2.利用双功能Pt/SiO2-Al2O3催化剂，葡萄糖（）生成山梨醇。

A.脱氢反应

B.加氢反应

C.水合作用

D.氧化反应

答案：

B

3.下图利用的是哪种太阳能技术？

A.太阳能光热利用技术（Solarthermalenergyconversion）

B.太阳能光伏发电技术（Solarenergyphotovoltaicpowergeneration）

C.太阳能制氢利用技术（Hydrogenproductionfromsolarenergy）

D.太阳能-生物质能转换利用（Solarenergy-biomassconversion）

答案：

C

4.请判断以下哪种情况为积累层？

A.

B.

答案：

A

5.请判断以下哪种情况为积累层？

A.

B.

答案：

A

6.下图中，哪一种半导体材料可以催化水分解制氢反应？

A.BaTiO3

B.Si

C.SnO2

D.Fe2O3

答案：

A

7.请将光敏剂作用机理排序（）。

（1）在光照射下，致敏剂（S）激发成S*；

（2）被激发的致敏剂将电子传递给电子继电器，生成S+andR-；（3）R-向水提供电子生成氢气；（4）S+从水里接受电子生成氧。

A.3-1-2-4

B.1-2-3-4

C.4-3-2-1

D.4-2-3-1

答案：

B

8.该图示意性地描述了电化学燃料电池装置的基本结构，以下说法错误的一项是（）。

A.在电化学电池中，整个化学氧化还原反应通过两个耦合的、但在空间上分离的半电池氧化还原反应在两个分离的电极上进行

B.燃料氢气与催化活性阴极接触，在其表面氢分子在氢氧反应（HOR）中分裂成质子和电子

C.质子穿过离子传导（液体）电解液到达相反的电极（阴极），在那里它们与氧化剂重新结合，这里是氧（蓝色），在氧还原反应（ORR）中，电子通过外部电路到达水：

氢和氧分别供给阳极和阴极电催化剂，产生一个电池电位Eo

D.关闭外部电路后，质子和电子在阳极处不断产生。

质子通过电解液迁移到阴极，而电子则通过外部线路流到阴极，在那里它们与氧和质子再结合成水。

电子的流动产生外部电流

答案：

B

9.关于熔融碳酸盐燃料电池（MCFC），以下说法错误的一项是（）。

A.熔融碳酸盐燃料电池是由多孔陶瓷阴极，多孔陶瓷电解质隔膜，多孔金属阳极，金属极板构成的燃料电池

B.熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池，具有效率高，噪音低，无污染，燃料多样化（H2，煤气，天然气和生物燃料等），余热利用价值高和电池构造材料价廉等诸多优点，是下一世纪的绿色电站

C.MCFC采用碱金属Li，Na，K的碳酸盐作为电解质，Ni-Cr/Ni-Al合金为阳极，NiO为阴极，在其工作温度600-700下，电解质呈熔融状态

D.MCFC的导电离子为OH-离子，阴极上氧气与从外电路导入的电子结合，生成H2O，阳极上的氢气与从电解质传递过来的H+结合生成二氧化碳和水，同时将电子输送到外电路

答案：

D

10.以下哪一种反应为熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）的阳极反应？

A.O2+4H++4e-→2H2O

B.H2+CO32-→H2O+CO2+2e-

C.1/2O2+CO2+2e-→CO32-

D.2H2+4OH-→4H2O+4e-

答案：

B

11.以下哪一种反应为熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）的阴极反应？

A.O2+4H++4e-→2H2O

B.H2+CO32-→H2O+CO2+2e-

C.1/2O2+CO2+2e-→CO32-

D.2H2+4OH-→4H2O+4e-

答案：

C

12.以下提高熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）发电效率的方法，哪种说法是错误的？

A.加大阴极区CO2分压，可使电池电动势增加，所以必须提供足够量的CO2

B.CO2是阴极的活性物质，又是阳极反应的产物，因此CO2分压越高越好

C.增加燃料气和氧化剂的压力可以提高功率密度和比能量。

加压可以降低电池的扩散过电位，还可以减小气体的体积，对减少电解质的蒸发有利

D.由于温度升高，熔盐电阻下降，特别是阴极反应电阻大大下降，因而电池的工作电压随温度上升而增高

答案：

B

13.关于生物柴油下列说法错误的是（）。

A.生物柴油是指植物油、动物油、废弃油脂或微生物油脂与甲醇或乙醇经酯转化而形成的脂肪酸甲酯或乙酯R-COO-R'

B.生物柴油是典型的“绿色能源”，具有环保性能好、发动机启动性能好、燃料性能好，原料来源广泛、可再生等特性

C.大力发展生物柴油对经济可持续发展、推进能源替代、减轻环境压力、控制城市大气污染具有重要的战略意义

D.在生物质转化制生物柴油过程中，副产了大量的粗甘油，粗甘油是有毒副产物，对环境产生污染，不可回收

答案：

D

14.太阳能光伏发电技术，是指将太阳的光能转换成电能，并加以利用。

它是太阳能利用技术今后的发展趋势。

以下哪一项不是太阳能光伏发电技术？

A.户用太阳能电池电源

B.太阳能电围栏

C.太阳能路灯

D.太阳能光伏水泵

E.太阳能黑光灯

F.太阳能热水器

G.太阳能电器

H.太阳能卫星电源等

I.太阳能汽车、游船

答案：

F

15.下列哪种资源主要应用于非燃烧需求？

A.煤

B.天然气

C.石油

答案：

C

16.关于质子交换膜燃料电池（PEMFC）的说法中错误的一项是（）。

A.质子交换膜，这种膜不传导电子，是氢离子的优良导体，它既作为电解质提供氢离子的通道，又作为隔膜隔离两极反应气体

B.PEMFC由两块多孔电极组成，电极一侧负载催化剂，粘结在质子交换膜上构成膜-电极集合体，多孔电极另一侧与极板接触，极板制成槽形以便燃料和氧化剂气体通过

C.PEMFC结构中这些极板同时也作集流体使用，与电极的电接触可通过这些有流体流场的极板实现

D.PEMFC电极催化剂对CO等气体不敏感，因此对燃料净化要求较低

答案：

D

17.请把光解水的过程按正确顺序排列（）。

（1）半导体中的导带中激发光电子和价带中产生空穴；

（2）水分子氧化还原为氧气和氢气；（3）光反应器中的光电极暴露在太阳辐射下；（4）光激发的电子-空穴对分别迁移到表面。

A.1-4-2-3

B.3-1-4-2

C.3-4-1-2

D.4-1-3-2

答案：

B

18.关于本征半导体说法错误的一项是（）。

A.对于未掺杂的本征半导体，导带中的电子是由它下面的一个能带（即价带）中的电子（价电子）跃迁上来而形成的，这种产生电子（同时也产生空穴——半导体的另外一种载流子）的过程，称为本征激发

B.在本征激发过程中，电子和空穴是成对产生的，则总是有“电子浓度=空穴浓度”

C.凡是两种载流子浓度相等的半导体，就是本征半导体

D.掺杂的半导体无法转变为本征半导体

答案：

D

19.以下说法错误的是（）。

A.脂肪酸甲酯广泛用于合成高级表面活性剂，用作高级润滑油和燃料的添加剂、乳化剂制品、香料的溶剂、用作染料中间体等

B.冷过滤点是柴油规格中重要指标之一。

该温度越低，柴油在低温下使用流动性越好，越不易堵塞过滤器

C.生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可以降低油耗、提高动力性，并降低尾气污染

D.生物柴油无添加剂冷滤点达-20℃，因此低温发动机启动性能较差

答案：

D

20.关于固体氧化物燃料电池（SOFC）的说法错误的一项是（）。

A.可以在高温下进行天然气重整，从而使电池对杂质不敏感，氢气，一氧化碳，天然气，液化气，生物质气体以及其他碳氢化合物可直接用作廉价的金属催化剂的燃料

B.SOFCs不易受硫毒化，燃料无需在进入电池之前脱硫

C.电解质具有高的离子导电性、稳定性和可忽略的电子导电性

D.可以提供高质量的废热，燃料利用率高，能源利用率约80％。

在大型集中式电源，中型配电，小型家庭固定供热等固定电源以及船舶电源，车辆电源等移动电源方面具有广阔的应用前景

答案：

B

三、多选题

1.中国的主要清洁能源有（）。

A.天然气

B.电力

C.煤

答案：

AB

2.政治因素对中国能源结构变化的影响是（）。

A.可再生能源需求增加

B.对石油和天然气的需求减少

C.清洁煤炭技术

答案：

AC

3.燃料电池的优点有（）。

A.燃料电池发电不受卡诺循环的限制。

其发电效率可达85-90%

B.液态氢燃料电池的比能是镍镉电池的比能的800倍

C.只要含有氢原子的物质可以用作燃料，如天然气、石油、煤、甲醇

D.环境污染小

E.该燃料电池结构简单，运行时噪音低

F.燃料电池负载发生变化时，响应速度快，效率变化小

G.燃料电池采用组合式结构，易于安装和维护，不需要很多辅助设施

答案：

ABCDEFG

4.太阳能的缺点有哪些？

A.蕴藏量大，取之不尽，用之不竭。

太阳质量为1.982×1027吨。

按目前太阳热核反应的消耗速度，可足以维持60亿年

B.地球接受的太阳辐照量为130万亿吨标煤/年。

而目前全球的能源消耗总量为100亿T标煤/年，不到太阳到达地球年辐照量的万分之一

C.太阳能利用难度随着季节变化，具有不稳定性

D.分布广泛，几乎地球上任何地方，都可直接开发利用

E.能量密度约为1kW/m2

F.洁净环保无污染

G.可自由免费利用

H.初始设备投资较高

答案：

CEH

5.能源系统中占有重要地位的四大能源是什么？

A.煤炭

B.石油

C.天然气

D.太阳能

E.生物质

F.风能

G.水能

答案：

ABCE

6.全氟磺酸膜具有哪些优缺点？

A.高电导率的质子

B.在酸碱电解液中具有良好的化学稳定性

C.良好的热稳定性

D.良好的机械性能

E.高透气性

F.廉价

答案：

ABCD

7.光催化水分解的影响因素有（）。

A.带隙和能带位置

B.能带弯曲

C.比表面积

D.晶体结构及缺陷

E.溶液pH值，外部添加剂

F.耐光腐蚀的稳定性

答案：

ABCDEF

8.提高纳米TiO2光催化性能的方法有（）。

A.制备更细的纳米粒子，提高比表面积

B.增加空穴迁移到表面的距离

C.减少电子空穴对再结合的机会

D.提高电子空穴分离效率

E.掺杂过渡金属阳离子（Fe、Cr）

F.掺杂C、N、S、P、F、Cl等调控能带

G.染料分子或者稀土配合物敏化

H.包覆降低超电势，增加稳定性

答案：

ACDEFGH

9.二氧化钛TiO2作为一种光催化半导体材料具有哪些优点？

A.良好的光催化活性（带隙=3.2ev）

B.光、化学稳定性好，无毒

C.成本低易获得

答案：

ABC

10.生物质转化制备生物燃料应用主要包括（）。

A.生物乙醇

B.可再生柴油

C.乙腈

D.生物柴油

E.生物丁醇

F.一氧化碳

G.沼气

答案：

ABDEG

11.以下哪几种空间电荷区对增加导电性有所帮助？

A.N型半导体的积累区

B.P型半导体的积累区

C.N型半导体的耗尽区

D.P型半导体的耗尽区

答案：

AB

12.材料的可见光吸收可以通过改变其电子结构来实现，如（）。

A.掺杂贵重金属等外加元素

B.形成组合的半导体结构以通过多光子过程分别驱动水的氧化/还原过程

C.电极涂层

D.表面光敏化，表面氧化/还原，表面超酸化，表面螯合，电辅助光催化

答案：

BCD

13.为什么燃料电池能够获得人们的关注和政府的支持？

A.燃料电池不仅可以应用到最受人们关注的燃料电池车，工厂，办公楼以及普通家庭，甚至还可以用于移动电话等许多领域，其普及应用的前景十分看好

B.规模最大的燃料电池可以替代火力发电或核能发电用于商业发电。

与核能发电相比，发生事故的危险性较小，对环境的影响也小，还可以建设在需要电力的大城市的近郊

C.燃料电池用途非常广泛，由于它可以作为发电厂，汽车的动力源，以及手机电源等

D.燃料电池设备费用极高，永远无法普及到人们日常生活应用当中

答案：

ABC

14.当前和未来电动汽车的能源来源有（）。

A.天然气

B.煤

C.氢气

D.原油

答案：

ABC

15.二氧化碳循环的关键反应包括（）。

A.二氧化碳的还原

B.碳水化合物的光合作用

C.腐殖酸的形成

D.水中电荷分离

答案：

ABC

四、填空题

1.工业上所指的平台化合物是指那些来源（），价格低廉，用途众多的一类大吨位（年产量大于10万吨）的基本有机化合物。

可以由它合成一系列具有很大市场和高附加值的产品。

答案：

丰富

2.燃料电池是一种把储存在燃料和氧化剂中的（），等温地按电化学原理转化为电能的能量转换装置。

答案：

化学能

3.甘油的工业生产方法可分为两大类：

以天然油脂为原料的方法，所得甘油称天然甘油，以丙烯为原料的合成法，所得甘油称（）。

答案：

合成甘油

4.太阳辐射主要分为红外部分、紫外部分和（）。

答案：

可见光部分

5.价带的能量低于导带，它也是由许多准连续的能级组成的。

但是价带中的许多电子（价电子）并不能导电，而少量的（）才能导电，称为空穴。

答案：

价电子空位

6.价带顶与导带底之间的能量差，就是所谓半导体的（）。

这就是产生本征激发所需要的最小平均能量，这是半导体最重要的一个特征参量。

答案：

禁带宽度

7.水解离光催化技术的两种主要结构是电极基和（）。

第一种是将两个电极浸入水性电解质中：

一个是暴露在光下的半导体光催化剂，另一个是促进电子流电路的对电极。

第二种是基于光催化剂在电解质中的悬浮颗粒形式。

答案：

颗粒基

8.表面能带弯曲是指由于表面分子或离子的吸附形成的表面电荷势或者由于表面缺陷而形成相对于体内的（），而导致半导体的导带和价带在表面发生弯曲的现象。

答案：

不同的电势分布

9.半导体电极的电荷转移能力取决于是否存在累积层或（）。

答案：

耗尽层

10.生物柴油是通过油脂与甲醇/乙醇的（）生产的，在生产脂肪酸甲酯的过程中副产粗甘油。

答案：

酯交换反应

11.沼气是各种有机物质，在隔绝空气（还原条件），并在适宜的温度、PH值下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。

其主要组成是（），二氧化碳，硫化氢，水分等。

答案：

甲烷

12.木质纤维素的主要成分是纤维素、半纤维素和（）。

答案：

木质素

13.（）是一种具有固定能量的化学能的能量储存装置。

只要有燃料供应，燃料电池就会持续发电。

答案：

电池

14.MCFC以氢气为燃料，氧气或空气和二氧化碳为氧化剂。

导电离子为（）。

阴极上氧气和二氧化碳与从外电路导入的电子结合，生成CO32-，阳极上的氢气与从电解质传递过来的CO32-结合生成二氧化碳和水，同时将电子输送到外电路。

答案：

碳酸根离子

15.欧姆损耗是指流过电流的材料因发热导致温度上升，热损耗增加而出现的损耗。

欧姆损耗都会导致相应绝缘材料的老化。

电子（带电粒子）在电场的作用下产生定向移动同时会与导电体内部粒子碰撞，以（）的形式损耗能量。

答案：

热辐射

16.（）是目前为止造成电压损失和燃料电池效率的最大原因。

答案：

活化过电压

17.光电极结构由掺杂了光催化剂的贵金属等导电材料组成。

电极材料的（）有助于电子从其导带迁移到价带，并最终迁移到水电解的活性催化位点。

答案：

导电性

18.在生产过程中排出的余能，如高温烟气、高温物料热，排放的可燃气和有压流体等，属于（）。

答案：

二次能源

19.与普通柴油相比，使用（）可降低90%的空气毒性，降低94%的患癌率，燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%（有催化剂时为95%）；

答案：

生物柴油

20.（）具有由纯磷酸制成的电解质，纯电解质在室温下为固体，而在工作温度下为液体。

答案：

磷酸燃料电池

五、简答题

1.简述水分解的反应步骤，反应过程需要传递几个电子？

答案：

水分解产生的氢需要两个水分子按照2H2O→2H2+O2的一般反应向氧原子核和质子提供四个价电子。

这个过程至少要消耗4.92ev的能量才能产生一个氧分子和两个氢分子。

水分解过程的理论电势为每个电子1.23eV。

有70％的太阳辐射光子符合光催化水解反应的条件。

2.高温燃料电池燃料中对CO含量要求苛刻吗？

答案：

对CO含量要求不苛刻，因为高温下CO可以转化为CO2，不会吸附在催化剂表面，但是CO2可能会与电解质反应降低其电导率。

3.生物质转化为燃料的优势和劣势分别是什么？

答案：

生物质转化为燃料，排放的CO2满足碳循环中和的要求，是理想的燃料；但是生物质本身含氧量大，转化过程脱氧损失较为严重。

4.描述直接甲醇燃料电池电极反应。

答案：

5.生物基最为重要的呋喃衍生物是什么？

有何种应用？

答案：

5-羟甲基糠醛是一种重要的呋喃化合物，其衍生物在精细化工、医药、可降解塑料、柴油燃料添加物等领域具有重大应用前景，尤其是基于呋喃二甲酸的生物基PEF聚酯已体现出优于石油基PET的诸多特性。

6.简述三种过电位的主要原因？

答案：

活化过电位是由于燃料和/或氧化剂在燃料电池催化剂表面的缓慢化学动力学引起的。

欧姆过电位是通过膜和外部电路的欧姆电压降，由其组合的离子和电子电阻引起。

只有在较高的电流密度下，大量的燃料和氧化剂在催化剂上转化时，浓度过电位才变得明显。