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网友问:是否存在一种催化剂,能不断地把水分解为氧气和氢气?

 艾伯史密斯 2019-11-21

理论上这样的催化剂是不存在的,除非加入的不是催化剂,而是和水发生化学反应的物质,比如钠和水反应可以生成氢气,铝和水在加热的条件下也可以产生氢气,这时候将消耗的是加入的反应物,其成本并不比烧汽油低。


在化学反应当中,催化剂是指能改变化学反应速度,但是在反应前后量不发生变化,也不改变化学平衡的物质。

我们知道,水通电可以分解为氢气和氧气:

2H2O——(通电)2H2↑+O2↑

说明该反应当中,生成物储存的化学能是高于反应物的,根据能量守恒原理,不可能存在一种催化剂,能直接把水分解为氢气和氧气,而且催化剂本身的量还不改变,所以什么“不加油、不充电、只加水,轻松续航1000公里”的话,完全是谣言。

也有一些物质,能与水反应后生成氢气,比如钠(Na)、铝(Al)、铁(Fe)等等:

2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

2Al + 6H2O =加热=2Al(OH)3 + 3H2↑

3Fe+4H2O(g)=高温=Fe3O4+4H2↑

这三种物质当中,除了钠之外,铝和水、铁和水的反应都需要输入能量才行,由于能量转化存在损耗,所以这种方法制造氢气肯定是不经济的。对于金属钠,其价格偏高,而且钠的性质非常活泼,用钠和水来制造氢气的方法,也是非常不经济,也不安全的。

氢气作为清洁能源,是非常理想的化学燃料,目前我们有很多方法来生产氢气,比如利用太阳能,潮汐能、生物能等等。

但是现阶段限制氢能发展的瓶颈,是没有合适储氢材料,比如氢气在液态下体积会缩小很多,但是需要零下250多度的超低温。


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