拜託:[化學科]，[物理科]，[地球科學](15點) - 生活

By Ursula
at 2009-08-04T00:00

Table of Contents

化學：
Q:何謂奈米材料 ?
Q:奈米材料可以應用在哪些地方 ?
物理：
Q:請簡述目前替代能源的種類 ?
Q:替代能源發展現況及實際利用情形 ?
地球科學:
Q:請概樹目前全球環境問題的種類 ?
Q:探求全球環境產生的原因 ?

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By Charlotte
at 2009-08-08T21:28

化學：
Q:何謂奈米材料 ?
奈米材料是奈米科學技術的基礎，正引起世界各國的廣泛的關注。現代材料和物理學家所稱的奈米材料是指固體顆粒小到奈米(1奈米=10-9米)尺度的奈米微粒子(也稱之為奈米粉)和晶粒尺寸小到奈米量級的固體和薄膜。奈米材料又稱為超微顆粒材料，由奈米粒子組成。奈米粒子也叫超微顆粒，一般是指尺寸在1~100nm間的粒子，是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區域，從通常的關於微觀和宏觀的觀點看，這樣的系統既非典型的微觀系統亦非典型的宏觀系統，是一種典型的介觀系統，它具有表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。同時顯示出許多奇異的特性，即它的光學、熱學、電學、磁學、力學以及化學方面的性質和大塊固體時相比將會有顯著的不同。
Q:奈米材料可以應用在哪些地方 ?
奈米材料的應用範疇相當廣泛，由於各種不同的奈米材料都具備各自的獨特效應，因而導玫其處在外加場(如電場、磁場等)的作用下，會呈現不同的特異性能，可應用於高性能催化劑、超導材料、吸波材料(隱形材料)、複合材料、發光材料、特殊塗料、磁記錄材料、以及醫用材料等經濟價值相當高的領域方面。由於奈米材料表現出不同於以往傳統塊狀材料的物理特性，世界各先進國家皆將奈米技術列為關鍵重點開發技術。由於未來不論傳統產業或是高科技產業，都非常需要奈米材料來加以配合，奈米材料的研究則必須要從基礎研究開始慢慢達到所需的要求。我國現階段具備相當多半導體和微電子工業的實力，未來幾年奈米材料和科技領域的發展，將是攸關我國未來是否具備全球競爭力的重要關鍵。
物理：
Q:請簡述目前替代能源的種類 ?
生物質能（生質燃料）
地熱
太陽能
風力
潮汐
人力
Q:替代能源發展現況及實際利用情形 ?
台灣地區自產能源不足，所需能源大部分仰賴進口，因此開發自有清潔安全
之新能源實有其必要性。茲將近年來國內發展成果概述如下：
A. 太陽熱能
太陽熱能為目前新能源中，技術最成熟、經濟可行性最高之一項。民國
七十五年經濟部能源委員會公布實施「太陽能熱水系統推廣獎勵辦法」推廣
住宅家用、溫水游泳池、大型宿舍、及工業製程預熱太陽能熱水系統，成效
卓著。此外並進行太陽能除濕空調系統之研究，未來將進一步致力於各種太
陽能空調系統技術及太陽能乾燥系統之研究發展與推廣利用。
B. 太陽光電能
太陽光電能是利用太陽電池元件直接將太陽能轉換成電力。在太陽電池元
件研製方面，從自行在實驗室研製效率4%之小面積非晶矽太陽電池，經技
術改良後將非晶矽太陽電池之效率提升至10.3%，已接近工業先進國家研製
12-13%單接面非晶矽太陽電池之技術水準。此外，並於偏遠及高山地區進
行太陽光發電系統之推廣應用。太魯閣國家公園內設立太陽光發電系統供隧
道照明、語音解說機電力及在奇萊、南湖大山設立太陽光電能避難示範小屋，並進行太陽能通訊系統研究發展。
C. 風力能
工業技術研究院能源與資源研究所在經濟部能源委員會資助下進行風力機
技術開發，七十五起分別開發出4KW、40KW、150KW 風力機技術。此外，
並設立17個簡易風力測站，進行風力基本資料之蒐集及評估並選定澎湖為
國內風力發電應用之優先地點。未來國內風力之發展將著重於風力機之推廣
應用，目前已在澎湖七美島建立200KW 先導型風力發電系統。
D. 地熱能
台灣位於環太平羊火山活動帶上，地熱潛能經採勘評估，儲熱層熱可達
5X10^18焦耳，若用於發電利用，其總潛能估計至有1000MW。為開發是
項自產能源，先後在宜蘭清水裝置一座3000KW 單段閃發式地熱發電機組
及在宜蘭土場開闢地熱多目標利用示範區，裝設一座260KW雙循環發電機
組，進行發電暖房、花卉溫室、及從地熱蒸汽中回收副產品CO作為工業原
料之多目標利用示範。
2009-08-06 02:23:36 補充：
E. 生質能
台灣地地狹人稠，無法栽植能源作物作為生質能源之原料，因此過去之生質
能源技術之研究發展均以廢棄物的厭氧消化及相關技術為主，希望藉生質能
技術之開發及應用，達到污染防治與能源回收之目的。目前已於迪化污水處
理廠設立每日可純化1200立方公尺沼氣之純化實驗系統並開發出適合中小
規模養豬戶使用之沼氣發電機。
2009-08-06 02:23:48 補充：
F. 海洋能
台灣東部海域因黑潮經過，表面海水溫度常達25℃以上，而離岸不遠之水深800公尺處水溫僅約5℃，頗適合海洋溫差發電，經就具發展海洋溫差發
電潛力地區調查，選定和平、樟原二處候選廠址。海洋溫差發電技術雖已進
入成熟階段，惟其中大口徑冷水管及深海佈放管路技術尚待克服；在經濟效
益方面，單就發電成本尚不具開發價值，若將水產養殖副產品經濟價值考量
在內，雖稍可提高其經濟效益，惟仍難與傳統發電方式相競爭。
2009-08-06 02:24:13 補充：
G.. 氫能與燃料電池
一般燃料電池是透過氫氣的氧化產生電能，而水為其唯一副產物。然而，目
前大多數燃料電池使用的氫來自天然氣或醇，如直接甲醇燃料電池意味著此
能源並非真正的潔淨能源。又質子交換膜燃料電池與固態氧化物燃料電池製
造成本過高，而乙醇是一種容易取得、存量又豐富的再生能源。由玉米等
穀類製造的乙醇早已被用作汽車引擎之能源，不過其能量轉換效率僅20%，
且在使用之前，需事先去除殘餘在乙醇的所有水氣，此舉又提高其成本。最
近，美國明尼蘇達大學與希臘佩卓斯大學的研究人員，曾於今年2月發表一
款化學反應器可由酒精與水的混合物製造氫氣，不但效率可達60%，且所用
之乙醇不需純化，值得開發。

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