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如果化石燃料用完了怎么办,人类能造出来吗?

发布时间:2020-09-23 14:25来源:奇趣网编辑:QiQu阅读: 当前位置:奇趣网 > 科学探索 > 手机阅读

每时每刻,人类都在大量地消耗地球上的煤、石油和天然气,这些化石燃料是现代文明的重要基础,可以说没有了它们,也就没有了现代文明。但问题是,人类所使用的这些化石燃料其实是地球过去几十亿年的累积,根本无法在短时间内重新形成,而按照人类的消耗速度,迟早有一天会将它们全部用完。

如果化石燃料用完了怎么办,人类能造出来吗?

那么这些化石燃料还可以支持人类用多久呢?对于这个问题,目前还没有准确的答案,但根据现在已知的情况来看,研究人员普遍认为地球上的化石燃料大概还能用两三百年,这不由得让人担心,在不太遥远的未来里,当地球上的煤、石油和天然气全部用完了之后,人类又该怎么办?下面我们就来讨论一下。

科学家告诉我们,煤、石油和天然气是由远古的生物的形成,而这些生物生长所需的能量是来自于太阳,换句话来说就是,我们现在使用的化石燃料中所蕴含的能量,其实就是这些远古生物所储存的太阳能。

在太阳的核心一直不停地进行着核聚变反应,我们可以将其简单地理解为,在高温高压的环境下,氢原子核不断地聚合成氦原子核,并在这个过程中因为损失了质量而释放出巨大的能量。

如果化石燃料用完了怎么办,人类能造出来吗?

科学家认为,如果人类学会了太阳的这个本领,那么在未来就不会为能源发愁了,为什么这么说呢?这是因为氢元素是宇宙中丰度最高的元素,这种元素在地球上可以说是随处可见,一个简单的例子就是,每一个水分子里,都含有两个氢原子。

重要的是,核聚变释放出的能量是煤、石油和天然气这些化石燃料根本无法与之相比的,根据计算,如果1公斤的氢发生了核聚变,就将会释放出630万亿(6.3 x 10^14)焦耳的能量,这大约相当于我们燃烧2万吨标准煤所产生的能量。

正是因为如此,全世界有很多科学家都在致力于“可控核聚变”的研究工作,然而由于“可控核聚变”需要长时间维持极高的温度和压强,就目前的情况来看,人类要完美地实现“可控核聚变”,还需要很长一段时间。

所以说在实现“可控核聚变”之前,人类应该考虑其它的方法。数据显示,平均每一秒钟,地球接收到的太阳辐射量就有 1.73 x 10^17 瓦特,这大概相当于我们燃烧500万吨标准煤所产生的能量,由此可见,人类最应该考虑的方法就是,直接利用太阳辐射到地球上的能量。

事实上,人类早就已经在尝试这样做了,目前我们利用太阳能发电的方式主要有两种,第一种方式是,我们先将太阳能转化为热能,然后再通过多种方式将热能转化为电能,比如说半导体(或金属材料)温差发电、碱金属热-电转换、磁流体发电等等,当然了,我们还可以利用“烧开水”的方式来进行发电。

如果化石燃料用完了怎么办,人类能造出来吗?

在1887年的时候,物理学家海因里希.鲁道夫.赫兹(Heinrich Rudolf Hertz)发现了一个奇怪的现象,那就是在特定的情况下,当光照射到金属上时,就会让金属内部的电子逸出,进而形成电流,这种现象后来被称为“光电效应”。

目前人类采用的另一种方式就是利用了“光电效应”的原理,人们将不均匀的半导体或者半导体与金属结合体置于太阳光的照射之下,就会在不同的部位之间产生电位差,从而形成电压。

虽然目前人类在该领域还面临着不少的难题,比如说成本较高、能量转化率低、没有合适的储存电能的配套技术以及太阳能板的寿命较短等等问题,但这些问题与“可控核聚变”所面临的难题根本就不是一个级别,相信随着人类科技的进步,在不久的将来都会一一解决。

令人欣慰的是,在过去的日子里,人类在太阳能发电领域一直在不断地进步,在2004年的时候,人类利用太阳能所发的电仅占全球发电量的大约0.01%,而时至今日,这个百分比已经突破了3%,科学家乐观地估计,到2040年的时候,这个百分比可以达到20%,而到了2050年时,更可以高达50%以上。如果真是这样,那么就算地球上的化石燃料大概还能用两三百年,未来的人类也有可替代的能源。

总而言之,我们不用担心当地球上的煤、石油和天然气这些化石燃料全部用完了之后,人类又该怎么办,理论上来讲,只要太阳没有熄灭,人类就可以一直利用这种“取之不尽,用之不竭”的能量。但一个不可忽视的问题是,科学界普遍认为,人类在使用化石燃料时,会向地球的大气层释放出大量的温室气体,而这正是目前全球变暖的主要原因,因此我们平常应该尽量地做到少用化石燃料。

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