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水用哪些方法能制氢气 通过水制氢气驱动汽车可行吗

未知 2019-12-04 10:13

5月23日,河南《南阳日报》报道介绍南阳青年汽车集团的“氢能源汽车项目”称“水氢发动机在河南南阳市正式下线啦,这意味着车载水可以实时制取氢气,车辆只需加水即可行驶”。报道中“加水即可行驶”的功能表述发外界质疑。

那么水是否真的可以制得氢气?有哪些途径可以制得氢气,成本怎么样呢?

明确的是通过水可以制得氢气,主要有以下两种途径:电解水和活性金属与水反应置换氢气。

电解水

在充满电解液的电解槽中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,分解成氢气和氧气。由于纯水的电离度很小,导电能力低,所以电解难度大,或者说非常缓慢,所以一般会加入 硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等电解质,以增加溶液的导电能力,使水能够顺利款速地电解成为氢气和氧气。电解水的化学式如下:

在目前的技术水平下,电解水制造标准大气压下1立方米氢气需要消耗5度电能,在标准大气压下,1立方米氢气的质量约为0.089286千克,所以电解水制造1千克氢气需要耗费约60度电能,如果在加上氢气的储存成本,电解水制造1kg氢气的成本约50元。采用氢燃料电池的汽车,每1千克氢气可以提供的续航里程约为100公里,相当于每100公里耗费60度电能。和目前大部分纯电动汽车百公里20度电能的能耗水平高出太多,所以可以看出电解水制取氢气的高成本了,采用电解水制取氢气驱动汽车肯定是不可行的。

活泼金属与水反应置换氢气

金属活动性比氢离子强的金属可以与水反应,将水中的氢离子置换出来形成氢气。例如金属活动性非常强的钾和钠,可以与冷水进行迅速的反应,生成氢气,反应的化学式如下:

按照上述化学式1千克纳金属只能置换出0.0435千克氢气,而1千克金属钠至少几十元起步,如果要用纳金属制取1kg氢气成本至少在几百元以上,成本更是昂贵。并且钠还是极度活泼金属,具有很大的危险性,极难保存,所以用活泼金属与水反应制取氢气不可能成为常规手段,一般只在实验室中使用。

我们可以看到以上两种通过水制取氢气的方法成本都比较昂贵,如果通过这样的方式来制取氢气驱动汽车是得不偿失的,几乎没有应用前景。

工业用氢气由于需求量较大,一般使用烃类裂解法,类蒸汽转化法,水煤气法等工艺来制取氢气,制取成本较以上方法要相对低一些。

氢燃料电池具有能量密度高,能量转化效率高,无污染排放等优点,目前氢燃料电池也是新能源发展的一个方向,不过受制于氢气制取和存储成本高,运输风险大,氢燃料电池还处于研究试验阶段。

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