網友問:是否存在一種催化劑,能不斷地把水分解為氧氣和氫氣?

2020-12-04 艾伯史密斯

理論上這樣的催化劑是不存在的,除非加入的不是催化劑,而是和水發生化學反應的物質,比如鈉和水反應可以生成氫氣,鋁和水在加熱的條件下也可以產生氫氣,這時候將消耗的是加入的反應物,其成本並不比燒汽油低。

在化學反應當中,催化劑是指能改變化學反應速度,但是在反應前後量不發生變化,也不改變化學平衡的物質。

我們知道,水通電可以分解為氫氣和氧氣:

2H2O——(通電)2H2↑+O2↑

說明該反應當中,生成物儲存的化學能是高於反應物的,根據能量守恆原理,不可能存在一種催化劑,能直接把水分解為氫氣和氧氣,而且催化劑本身的量還不改變,所以什麼「不加油、不充電、只加水,輕鬆續航1000公裡」的話,完全是謠言。

也有一些物質,能與水反應後生成氫氣,比如鈉(Na)、鋁(Al)、鐵(Fe)等等:

2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

2Al + 6H2O =加熱=2Al(OH)3 + 3H2↑

3Fe+4H2O(g)=高溫=Fe3O4+4H2↑

這三種物質當中,除了鈉之外,鋁和水、鐵和水的反應都需要輸入能量才行,由於能量轉化存在損耗,所以這種方法製造氫氣肯定是不經濟的。對於金屬鈉,其價格偏高,而且鈉的性質非常活潑,用鈉和水來製造氫氣的方法,也是非常不經濟,也不安全的。

氫氣作為清潔能源,是非常理想的化學燃料,目前我們有很多方法來生產氫氣,比如利用太陽能,潮汐能、生物能等等。

但是現階段限制氫能發展的瓶頸,是沒有合適儲氫材料,比如氫氣在液態下體積會縮小很多,但是需要零下250多度的超低溫。

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