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水氫發(fā)動機(jī)是新世紀(jì)"水變油"騙局嗎

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:221次  |  2023年08月17日  

一個新聞?wù)耍汉幽夏详柛愠隽艘惠v加水就能跑的汽車!


眾所周知,燒油的汽車有很多弊端,首先就是油價高昂,幾百塊加滿油,跑得多的一兩天就沒了;加油不方便,要找加油站還要排隊(duì);尤其是燒油的汽車不環(huán)保,已經(jīng)飽受詬病。


要是今后的車只加水,那該多好?只要在后備箱放根長水管,車跑不動了,隨便接個水龍頭加滿水就行。車子自己用水制氫,氫氣燃燒就能變水;那我在排氣管上接個管子連在發(fā)動機(jī)上,車子豈不是可以變成永動機(jī)?


一定有哪里不對!


那我們今天就來解釋到底哪里不對,以及真正的“水氫”技術(shù)是什么樣的。

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太長不看版:


用水制氫沒什么新鮮的,作為前沿技術(shù)本身并沒有問題;


但如果宣稱只用水就能變出氫能,不需要額外的能量來源,比如電能、酒精等,那就是騙子無疑了;


在有其他能源提供的情況下,車載水制氫在技術(shù)上完全可行。具體推廣模式和經(jīng)濟(jì)性還待觀察。


制氫要耗能,不能只加水

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《南陽日報》報道中的這輛車,倒也不是直接就從“燒油”變成了“燒水”。這個用“水氫發(fā)動機(jī)”驅(qū)使的汽車,據(jù)說是車?yán)锩嬗刑厥獾难b置,把水(甚至自來水、海水也行)轉(zhuǎn)化為氫氣,然后通過氫燃料電池發(fā)電給汽車供能。據(jù)《新京報》的報道,“水氫發(fā)動機(jī)”的發(fā)明人曾說不充電、只加水,車輛續(xù)航能幾百上千公里。


在汽車上現(xiàn)場制備氫氣,這個思路本身倒是合理。因?yàn)闅淠芡茝V中,如何安全有效地儲存和配送氫,是一個非常重要的問題。畢竟氫氣易燃易爆,十分危險。如果能帶上更容易存儲的能量載體,在汽車上現(xiàn)場制氫,現(xiàn)做現(xiàn)用,也就回避了氫存儲運(yùn)輸?shù)穆闊?/p>


這個路子可不是忽悠,而且是近來的大熱門,會吸引很多投資。這次報道的這個水氫發(fā)動機(jī),就是湊的這個熱鬧。


然而,水制氫的過程中,水只能是氫元素的來源,不能是能量的來源。從水制氫,必然需要消耗能量。如果宣傳不需要其他能量來源的“水變氫”技術(shù),那就和當(dāng)年的“水變油”一樣,是純騙局了。


制氫能量從哪兒來?


氫是很重要的工業(yè)原料,所以一直都有大規(guī)模的制氫技術(shù)。一般使用化石燃料,比如天然氣和煤炭,通過水蒸氣重整得到氫氣。這里面氫的來源一方面是化石燃料里面的氫,一方面是水,而化石燃料還在這個過程里面提供所需要的能量。這種方法應(yīng)用最廣,提供了全世界超過九成的氫氣。


另外一個能大規(guī)模提供氫的過程是電解水,需要消耗大量的電。不過電可以來自于清潔能源(如風(fēng)電、核電),還可以通過這個方法消耗電網(wǎng)多出來的電,把多出來的電暫時變成氫氣,需要能源的時候再使用氫,緩解了發(fā)電與用電不平衡的問題。所以這個方法最近也挺熱門。


光催化也可以分解水得到氫氣和氧氣,這個過程里面,提供能量的就是光了。此外還有一些其他化學(xué)方法制氫、微生物方法制氫等。但總之,必須得有別的東西來為制氫提供能量來源。


有真實(shí)的、類似“水氫發(fā)動機(jī)”的技術(shù)嗎?


純粹只靠水不可行,那“水氫發(fā)動機(jī)”有沒有可能是某種真實(shí)技術(shù)被報道誤讀了呢?這個可能性倒也不能完全排除。


“水氫發(fā)動機(jī)”聽著陌生,這個詞應(yīng)該被發(fā)明不久,學(xué)術(shù)界還沒有普遍認(rèn)可,技術(shù)路線和技術(shù)原理也沒公開,沒人知道究竟是什么(截至發(fā)稿時,南陽市各方還在“統(tǒng)一口徑”的過程中)。


但目前市面上確實(shí)有一種“水氫發(fā)電機(jī)”。這個名詞也是新的,應(yīng)該還沒有得到學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)可,但是技術(shù)路線能夠查到。這種發(fā)電機(jī),使用的原料不僅僅是水,還有甲醇。它通過“甲醇重整反應(yīng)”制備氫氣,用于氫燃料電池。


在這個過程中,不僅甲醇提供氫,水也提供部分氫,命名為“水氫”大概有這方面的原因。這個反應(yīng)也是需要耗能的,由燃燒甲醇提供。


這條路線算是工業(yè)上重整制氫的一個微型化應(yīng)用,國際上已經(jīng)有了示范,國內(nèi)在去年也有樣車進(jìn)入測試。具體這條路線的優(yōu)勢如何,經(jīng)濟(jì)性如何,學(xué)術(shù)界有爭議,這里不談。但是成功的話,對于推動氫燃料電池汽車的應(yīng)用會有助益。


此外,這種方法也可以用乙醇來制氫。甲醇的來源基本上是化石燃料,很難沾到清潔能源的邊,乙醇則可以使用生物來源,這樣就是實(shí)打?qū)嵉男履茉锤拍盍恕_@方面的嘗試,國際國內(nèi)也都能見到。


值得注意的是,雖然水氫發(fā)電機(jī)這個詞問世只有幾年的時間,但是醇水重整制氫的路線,在水氫發(fā)電機(jī)提出來之前很久,就已經(jīng)出現(xiàn)在無數(shù)科學(xué)文獻(xiàn)里面了。


當(dāng)然,必須要強(qiáng)調(diào)的是,這種“水氫發(fā)電機(jī)”需要醇水混合物,只加水肯定不行。而且,醇水重整反應(yīng)的催化劑很嬌氣,對原料的純度有很高要求。報道原文里提到對水的純度要求很低,這就和醇水重整路線不相符了。


金屬參與的制氫


有網(wǎng)絡(luò)消息說,車?yán)锩媸褂昧随V或者鋁,這就是前面提到的實(shí)驗(yàn)室制氫的一個制備方案。技術(shù)上倒不是不可行,也符合廠家宣稱的“反應(yīng)物與水反應(yīng),然后反應(yīng)物需要回收”的說法。有可能車?yán)锩嫜b了一定量的金屬或者其他能量載體,這個能量載體可以與水反應(yīng)制氫,反應(yīng)完畢后取出還原。


這個方案技術(shù)難點(diǎn)就是如何控制反應(yīng)溫和進(jìn)行,保證過程的安全性。這個反應(yīng)放熱劇烈,會給體系的溫度控制帶來困難,控制起來還是需要一些工藝措施的;而且反應(yīng)放熱多,也就意味著能量損失大,整體能量效率如何,就會讓人懷疑。


至少文獻(xiàn)上并沒有這條工藝路線用于車輛制氫的報道,規(guī)模大一些應(yīng)用的報道也沒有,所以其可行性、至少經(jīng)濟(jì)性還是很令人懷疑的。但也不是完全不可能,至少需要看到更多數(shù)據(jù)才能判斷。


截至本文發(fā)稿前,青年汽車集團(tuán)向多家媒體發(fā)出了正式回應(yīng):水氫燃料技術(shù)是與湖北工大聯(lián)合研發(fā),原理是反應(yīng)物在催化劑的作用下、與水反應(yīng)實(shí)時制氫,氫氣經(jīng)過氫燃料發(fā)動機(jī)產(chǎn)生電,最終使車輛行駛。


總之,如果只用水、不需要任何外來能源,是不可能“將水變氫”的。



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