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“水氢发动机”来了,船舶减排难题是否可以迎刃而解?

薛龙玉 中国船检 2022-10-17


近期,一则题为“水氢发起机在南阳下线”的报道迅速在全国引发热议,文中宣称“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。”如果这项技术得到推广,氢动力船舶的发展或许也能实现突破。但是对于报道中的描述,公众的反应并不是惊喜和期待,而是质疑和讽刺。有人说这就和多年前的“水变油”骗局如出一辙,还有网友调侃这种噱头就像“永动机”一样纯属空想。那么,这项号称得到市委书记点赞的技术究竟是什么,到底靠不靠谱呢?能不能助航运减排一臂之力?



“水氢发动机”技术原理是什么?


在这篇报道因受网友大规模质疑而登上热搜之后,媒体记者联系了水氢汽车生产商青年汽车集团,相关项目负责人强调,水氢车加水就可以走,但绝不是说只加水就可以走,并介绍技术的基本原理是“铝合金粉末+催化剂+水”反应制氢。“在催化剂作用下,‘制氢材料’与水反应产生氢气,氢气通过氢电堆产生电,给电机供电,驱动车辆行驶。”

 


而对于外界诟病的技术细节,青年汽车集团董事长庞青年却一再回避,并称这涉及公司的商业秘密。庞青年还称,催化剂是氢能源研究过程中最大的障碍之一,但他们已经研究出了可循环利用的纳米级材料。而当媒体记者继续询问是什么材质的纳米级材料,庞青年并没有回答

 

“水氢汽车”是否具有可行性?


氢是很重要的工业原料,所以一直都有大规模的制氢技术,一般使用化石燃料,比如天然气和煤炭,通过水蒸气重整得到氢气。另外一个能大规模提供氢的过程是电解水,需要消耗大量的电。光催化也可以分解水得到氢气和氧气,这个过程里面,提供能量的就是光了。此外还有一些其他化学方法制氢、微生物方法制氢等。但总之,必须得有别的东西来为制氢提供能量来源。

 

“水氢发动机”驱动汽车实际上就是利用某种装置,把水转化为氢气,然后通过氢燃料电池发电给汽车供能。用水制氢没什么新鲜的,作为前沿技术本身并没有问题。“水氢发动机”的一大亮点是在车上实时制取氢气。如何安全有效地储存和配送氢,是氢能源运用中一个非常重要的问题。氢气易燃易爆,十分危险,如果能带上更容易存储的能量载体,在汽车上现场制氢,现做现用,也就回避了氢存储运输的麻烦。

 

据青年汽车集团称,他们的“水变氢”技术是利用铝合金与催化剂和水反应产生氢气。这个方案的技术难点就是如何控制反应温和进行,保证过程的安全性。这个反应放热剧烈,会给体系的温度控制带来困难,控制起来还是需要一些工艺措施的;而且反应放热多,也就意味着能量损失大,整体能量效率如何,就会让人怀疑。至少文献上并没有这条工艺路线用于车辆制氢的报道,规模大一些应用的报道也没有,所以其可行性、至少经济性还是很令人怀疑的;但也不是完全不可能,至少需要看到更多数据才能判断。

 

国家新型储能电池与材料产业技术创新战略联盟秘书长、四川省电子学会新能源专委会主任委员吴孟强称,“催化剂”只能改变反应历程,可提高产氢速率、效率,但不能提供额外的能量。他认为,即使通过水解反应提供氢,但供氢效率是否足以成为汽车能源也需要验证。

 

由此可见,这项技术是否能够实现商业化还需进一步的研究。而青年汽车集团一边对于技术细节语焉不详,一边对媒体宣称“水氢燃料汽车技术已成熟”,这种说法确实难以打消公众的质疑。

 

海水制氢实现新突破


今年初,斯坦福大学的一项研究指出,科学家成功地通过太阳能、电极和海水制造出了氢燃料。这一研究成果发表在《美国科学院学报》上,文中展示了一种使用电从海水中分离氢气和氧气的新方法。

 

使用电力将氢气和氧气从水中分离开(即电解)并不是新鲜事,找到能够确保阳极不被海水腐蚀的方案才是斯坦福大学此项研究的突破性所在。研究人员发现,如果他们在阳极上涂上一层充满负电荷的涂层,这些涂层排斥氯化物,并会减缓底层金属的衰变。研究团队能够通过这种多层装置传导多达10倍的电能,有助于它们以更快的速度从海水中产生氢气。该设备也能与目前使用纯净水的技术相匹配。如果能够在船上实现海水制氢,船用推进动力将引发发生巨大的变革。

 

但是也有专家指出,这种设备中可再生电力的成本之高可能会令人望而却步,而且距离大规模应用也还有很远的路要走。技术进步和创新本来就要花费大量的时间和金钱,一项新发明从理论走向实践也需要经过不断的验证。不过值得期待的是,随着越来越多氢动力汽车和船舶被成功地研发出来,业界对于氢能源的运用终将逐渐走向成熟。

 

编辑整理自央视新闻、新华网、果壳网及中国船检

 

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