如果找到一种催化剂,把水分解成氧气和氢气,人类是不是就摆脱了能源问题?
很多人鼓吹研究一种催化剂,在常温条件下分解水,产生氧气和氢气,就解决能源问题了。
对此,我只想说,说出这种话的人,多半是初中就没毕业的文盲,或者是没怎么读过书的,还是个科学盲,一点物理化学知识都不懂。另外鼓吹未来有了核能,可控核聚变,或者微小核聚变反应,就能大大解决能源问题,这种人你也可以划到这一类人。
首先说催化剂的定义,是改变化学反应的路径,使得难以发生的化学反应,能够容易的发生,前提条件是,这个反应本身倾向于容易发生。举个栗子,你想从一座小山上,把一块大石头推到山脚下,而这块大石头前面有一颗树挡着。这种情况,我们知道石头从山上推下来,只要没什么挡着,是很容易发生的,偏偏有一棵树挡着,你要越过去很难,这时候,如果你设计一条路让石头从侧面走,成功的把大石头推下山,这就是催化剂的作用。
再来说说,水分解产生氧气和氢气。我们知道氢气很容易燃烧,并且容易爆炸,放出大量的热,这就相当于把石头从山上推到山脚下,非常容易,一点火就能发生了。而水分解产生氧气氢气,是一个逆向的反应,就相当于把一块大石头从山脚下推到山顶上,这容易吗?这个反应可以发生,但是前提是你要提供大量的能量,无论你使用什么催化剂,提供什么路径,要想这个反应发生很难很难,电解水需要提供大量的电能。我们来说说,用催化剂,使水在太阳光下电解,产生氢气,这个过程理论上可以做到,但是太阳光的能量太弱了,即使能发生,水分解的速度也非常非常慢,能量不够。
这就来说说氢能源汽车,你花费大量的电能来产生氢气,又让氢气在燃料电池中反应产生电供给汽车,这两个过程都有大量能量损失,成本消耗很高。另外,氢气产生了,非常轻,容易泄露,很不安全,运输储存这都是很大的成本。燃料电池要用到催化剂铂,铂很贵,而且气体不纯铂很容易中毒,这就要求氢气纯度很高,所以成本也会很高,因为纯度不够的氢气或许可以拿来燃烧,但是没法用在电池上。
最后说说核聚变,理论上核聚变在未来或许可以实现,当然这是在理论上。以目前最新的研究水平,没有一个人能保证未来50年一定能实现可控制的核聚变,目前的科技水平还没摸到边。所以提出这种说法的,多半是不了解科技发展的,一个苹果不可能一口吃下,也许可控核聚变未来500年才会实现呢,那时候你都成灰了,现在也就是瞎想而已,毫无根据的瞎想。
2024-10-28 广告
提到把水分解成氧和氢,现实当中还真有这么一位,那就是青年汽车有限公司的董事长庞青年。2019年五月份南阳日报一则消息轰动了中国车坛,加水就能跑的汽车一时间成了人们茶余饭后的谈资。当然最后这一场轰轰烈烈的科技大秀被证实就是一场闹剧。董事长庞青年也就成了一个科技骗子。
那庞青年的这个想法是怎么样的呢,为什么能引起这么多人的关注。
在这背后,正是用到了青年汽车“水氢发动机”技术。“车辆加水就可以跑”、“一箱水可以跑300-500公里”,说得是神之又神。实际上,青年汽车所谓的水氢发动机,其核心技术是一个特殊的转换装置,这种车在车顶有一个大水箱,水通过特殊转换装置的作用被变成了氢气和氧气,经过过滤之后再输入氢燃料反应堆产生电能,从而推动汽车前进。
不过至于这个特殊转换装置到底是啥,到底是个什么原理,庞青年只是闪烁其词,按照他的说法,是因为加了一种特殊的催化剂,但是至于这个特殊的催化剂到底是啥,庞青年也没有细说,而这看起来这么厉害的技术,他竟然也不去申请专利。虽然我不知道他是否真的找到了一种可以有效分解水的方式,但是我可以肯定的是他一定没学过高中化学。
高中化学有说,催化剂是一种可以改变化学反应速率的物质,其本身并不能改变化学反应的平衡,也就是说,一个反应如果能自发进行的话,那么加入正催化剂的作用无异是加快了反应速率罢了,而如果一个反应无法自发进行,那么哪怕你加再多的催化剂也没有用。而这就是问题所在,水在自发的情况下是不会生成氢气和氧气的,但是氢气和氧气却可以自发形成水。
如果想要让水分解为氢气和氧气的话,那么必须加入能量,比如说电解水就是利用电能来促使这个反应进行,可是催化剂就没有这个作用了,催化剂再厉害也没有办法改变反应方向。庞青年一定不懂催化剂的作用原理,同时也不太懂能量守恒。
所以说,如果只是找到催化剂还是不能把水分解成氧气和氢气的,还需要加入能量,而这个加入的能量也是巨大的。那如果损失这么大的能量来制作出氧气和氢气,那么这个过程还有意义么。