|
网站首页
关于大赛
大赛新闻
往届回顾
冰雪论坛
名师讲堂
视频专区
直播
志愿者招聘
大赛微博
报名表
联系我们
WeChat
issiic@hit.edu.cn
position:Home > Contest notice
冰雪有大用
Release date:2021-11-17 Source:

  冰作燃料

  2017年5月18日,我国在南海1266米海底以下200米的海床中试采可燃冰获得成功,使得我国的可燃冰开采技术领跑世界。这种奇特的冰块能像煤一样直接燃烧,是一种环保新能源。

  可燃冰能燃烧,其中的奥秘是由一种天然气——甲烷的水溶液凝结而成,而甲烷就是一种燃烧性能很好的气体燃料。所以,当温度很低时,它的相貌跟普通冰一模一样;温度升高它开始融化,内部的甲烷气体大量逸出,同时体积也会增大一百多倍。

  可燃冰在蕴藏天然气的冻土地带最容易生成——因为气候变冷、地层温度降低时,地层中的水便和天然气凝固在一起,形成可燃冰。

  另外,在大洋深处,长年沉积于海底的各种海洋生物尸骸腐败分解,会不断析出甲烷气体;由于海底压力,不易上浮的甲烷气体,便在海底沉积层的孔隙里生成冰晶状的甲烷水合物;经过数百万年漫长的岁月,形成了数千米长、百米厚的冰矿矿床。

  科学分析,地球上可燃冰矿的蕴藏量可能是煤、石油和天然气总能量的3倍。比如在美国和加拿大的沿海海域,冰矿藏量就达数百亿立方米,可供开采数百年。在黑海、里海、鄂霍次克海等海域也相继发现了可燃冰矿。

  科学家们正在积极探索行之有效的开采技术,使它早日登上能源舞台,为人类造福。

  冰雪致冷

  很久以前,我国的古人就已懂得巧用冰雪制冷。每年冬季,他们凿取江湖河川的冰块,贮藏于窖,一直保存到翌年夏季使用。

  战国时期,秦王室就建造过专供消暑的冰宫,宫里设置有许多巨大的空心铜柱,柱内放入从冰窖取来的冰块,使得整座宫殿凉爽宜人。

  南宋时的京城临安,逢盛夏酷暑来临,抬进数十只巨大的金盆置于皇宫中,盆中堆满的冰块,令宫内凉气习习。

  即便是空调器普及的今天,冰雪制冷依然重新受到科学家们的青睐。美国普林斯顿大学的科学家们曾将5000吨冬雪保存到夏天,利用它释放的“冷能”为一座大楼进行调温;日本的科学家们也计划着在炎热的夏季,通过管道输送融化的雪水到建筑大楼的房间里,藉以降低室温。

  更有人提议,要将南极的冰山运到终年骄阳似火、褥暑蒸人的热带城市,使居民免受酷热之苦。

  科学家估计,一座大冰山全部消融大约需要3年时间。不过,将冰山从南极搬运出来并不是一件容易事,还有太多的难题有待攻克。

  冰雪发电

  面对日益严重的能源危机,科学家们还“异想天开”地提出了用冰雪发电的设想,而且日本秋田大学的科学家们已经通过试验取得了初步成功。

  积雪发电装置在结构上跟电冰箱有点相似。在白雪皑皑的山上安装冷凝器,山下设置蒸发器,再将两者相连接的管内空气抽出,注入氟里昂。然后,将附近工厂的余热废水引到蒸发器四周。

  很“怕热”的液态氟里昂在蒸发器里急剧沸腾汽化,强大的气流沿着管道上冲,把设在其中部的汽轮发电机冲击得“呼呼”飞转,霎时间电力就被输送出来。

  发过电的氟里昂气体继续向上进入到山上冷凝器,被周围的积雪冷却后变成液体,再沿另一根管道返回地面蒸发器。如此不断循环,电力也就源源不断了。

  科学家们还打算用这种装置的工作原理,在北冰洋建造“冰洋发电站”。由于覆盖在洋面上的冰层犹如一条厚厚的“棉被”,使被子底下的海水温度始终保持在-l℃~3℃范围内,若将蒸发器安装在冰层下温暖的海水里,冷凝器设置在冰面上,汽轮发电机就能发电了。

  地球上冰雪资源丰富,除了终年覆盖于南北两极无垠的冰海雪原,世界上还有1/3的国家处于多雪地带,这些地区不仅降雪量大,积雪时间也长。

  例如我国的东北及新疆北部地区,每年平均降雪都在40天以上,积雪时间超过90天;黑龙江省北部及兴安岭山区积雪时间长达半年。

  如果冰雪发电的设想能付诸实现,那么地球上的巍巍冰山、茫茫雪原都将变成新能源;那荒无人烟的极地世界也不再仅仅是探险家的乐园,而会奇迹般地变成人们休假旅游、观光避暑的胜地。


Previous:新型高性能复合冰结构装配式施工方法 Next:一场“冰雪奇缘” 催生“金山银山”
媒体支持单位
行业支持单位
高校支持单位

主办单位:哈尔滨工业大学  联系地址:哈尔滨市南岗区黄河路73号 技术支持:黑龙江省琼冰建筑设计有限公司

备案号:黑ICP备2021006494号


WeChat