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老司机 | 我为什么说庞青年是骗子【中】

孙磊 吹IP 2022-05-10

老司机

 

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本文篇幅较长,将分为上、中、下篇,连续三天为您放送

上篇传送门:老司机 | 我为什么说庞青年是骗子【上】

上回说到,目前在世界范围内还未出现真正意义上的“水氢发动机”或“水氢汽车”,而根据青年汽车公司多年来的表现似乎也不具备短时间内突破该项技术的实力,那么真相到底如何呢?水氢汽车到底是纯粹的骗局还是真正可以颠覆行业的新兴技术?

据澎湃新闻于2019年5月27日的跟踪报道,河南省南阳市召开新闻通气会,青年汽车集团董事长庞青年和他的“水氢”项目技术团队面对媒体,再次介绍了其车载铝合金水解制氢技术”,而不是铝水反应制氢技术(铝和水反应变成氢气),且反应生成物是一种沉淀和水。

图 1 青年汽车的“水氢发动机”


推测青年汽车可能涉及的“水氢汽车”技术信息


通过对新闻内容认真思考及资料查询,笔者并未直接找到庞青年介绍的“车载铝合金水解制氢技术”的相关技术资料,之前也未听说过该名称的技术,但按字面含义理解,并结合“反应生成物是一种沉淀和水”,可推测得到以下信息:

1)该技术应该是通过水解的方式来制取氢气;


2)“反应生成物是一种沉淀和水”可以有两种解释,一种是沉淀与水同时生成,另一种是沉淀和水是不同反应中分别生成;


3)若沉淀与水是分别生成,“反应生成物中有水”可推断系氢气与氧气反应所生成的;


4)从“车载铝合金”以及“反应生成物有沉淀”可推测该沉淀可能是一种含铝元素的物质;


5)结合3)和4)可推测该水解方式可能与金属铝有关;


6)真的存在一种特殊的催化剂,可以使铝合金与水等物质反应,从而生成氢气且反应物中含有沉淀,或者生成氢气、水和一种沉淀(根据上篇结论可得这种可能性低到极点,但是笔者怎么会不给自己留条后路呢)。


通过上述6个推测,那么我们可以分析一下是否存在庞青年所声称的“车载铝合金水解制氢技术”,以及是否真的存在通过消耗铝和水进而驱动汽车的这种技术。

 

水氢汽车的原理分析


通过上文推测3,我们可推测该技术是通过氢气与氧气燃烧反应进而生成水,则氢气作为燃料燃烧提供动力遵循燃烧反应化学式:

通过上述反应方程式,我们可知通过氢气燃烧提供动力的方案是可行的,且理论上1 Kg 氢气燃烧可以放出140 KJ的热量,相当于3KG汽油(4L)所放出的热量,氢气热值很高,但关键的问题有两个:

问题1是氢气是如何获得的;

问题2是按照问题1中的方法获得氢气进而燃烧提供动力的方案与目前燃烧汽油提供动力的方案成本上有多大的差别(4L汽油的成本大约为28元左右)。

为解答上述两个问题,笔者翻遍化学课本(假装还有),并结合现实中能够应用及已经应用的技术,获得了四种提供氢气作为燃料的方法,如图所示。

图 2 提供氢气作为燃料的方法


01

储存氢气作为燃料燃烧提供动力法


氢气作为燃料,最简单的方式就是和汽油一样储存在车上,随用随取,而且通过工厂大规模生产出的氢气比较廉价,可以运输到需要氢气的地方。氢气通常以加压气体形式或液体形式储存,但如果汽车通过燃烧车载氢气提供动力的话,存在3个非常直接的问题:

(1)加压气体密度仍较低,所以汽车所能携带的氢气体积有限,不足以为装有普通汽油发动机的车辆提供较持续的燃料;

(2)液体氢直接燃烧可产生比气体氢更高的热量,但储存液体氢需要超低温度和特殊的储存箱。这种特殊储存箱不仅会占据较多空间,而且其体积能量比要远低于汽油箱,这样的燃料箱的典型操作里程就会明显小于汽油车辆的典型500公里里程。

(3)更重要的一点是,以气体形式或液体形式储存或者运输氢是非常危险且极其昂贵的(开着一颗暴躁的炸弹上路,心情应该不会太美丽吧)。

这三个问题现阶段暂时无法解决,因此直接利用储存的氢气为汽车提供动力是不现实的。

 

02

电解水制氢作燃料提供动力法


水在通电的情况下确实可以产生氢气,遵循以下化学式:

图 3 水电解实验图

通过上述化学式可知,反应条件必须是在通电的情况下才能够产生氢气。理论上采用电解水法制取1 Kg 氢气需要提供100度电能,成本大约为60元,而4L汽油的大约28元,电解水制氢作燃料提供动力法的成本要远高于燃烧汽油的成本,因此不具备量产推广的条件。

不仅如此,与其提供100度电去电解水生成氢气,远不如提供100度电直接去驱动电机来的实在,显然采用电解水制取氢气的方法很不经济。

 

03

铝与水反应制取氢气作燃料提供动力法


铝的化学性质比较活泼,可直接与水反应制取氢气,遵循如下化学式:

 

但由于铝的化学性质较为活泼,故通常表面会生成氧化膜,所以在反应时通常需要加热或加入氢氧化钠。在不考虑去除氧化膜的成本下,理论上制取1 Kg 氢气需要9 Kg 铝,成本大约为135元,远高于燃烧汽油,非常不经济。

而且汽车除了装载水之外,还要装载大量的金属铝,反应物又为大量具有较强腐蚀性的沉淀,需要有特殊容器进行盛装(把这几套装置安装在汽车上,估计只能蹲着开车了,除非是卡车),实际中并不具有操作性,因此这种方法用于驱动汽车,既不经济,也不具有可实施性。

 

04

水煤气制氢作燃料提供动力法


水煤气制氢法其遵循如下化学式:

从上述化学式可知,该反应并不需要特殊的装置。理论上制取1 Kg 氢气成本仅为10元,远低于产生相同能量的汽油成本,是目前非常经济的一种方法,而且也比较容易实现。

小 结

通过对上述四种方法的分析,并结合第一节中的6个推测,可以判断庞青年所声称的“车载铝合金水解制氢技术”,最接近的仍是第3种方法,即通过金属铝与水反应进而获得氢气,从而作为燃料提供动力,水解反应生成物为氢氧化铝沉淀,氢气燃烧反应生成水,也完全贴合庞青年目前所公开的信息。

 

结论


虽然庞青年和他的“水氢”项目技术团队,声称其“水氢汽车”采用的是“车载铝合金水解制氢技术”,不是铝水反应制氢技术(铝和水反应变成氢气),但结合我们在第一节的技术推测及第二节的技术原理分析发现,与庞青年所声称技术最贴合的仍是铝水反应制氢法,显然该方案固然可以实现,但是,是一种非常不经济、且应用在汽车上会出现诸多问题的方案。

再结合第一篇通过对世界范围内“水氢汽车”的相关专利及青年汽车所申请的专利进行分析所得出的结论,即目前在世界范围内还未出现真正意义上的“水氢发动机”或“水氢汽车”,而根据青年汽车公司多年来的表现似乎也不具备短时间内突破该项技术的实力,可以推测出庞青年和他的“水氢”项目技术团队手中掌握有“一种能够使铝合金和水反应生成氢气的催化剂”的可能性非常低。

如果采用制取氢气作为燃料燃烧的方法用于驱动汽车,比较经济而且可行的方法是第4种方法,即水煤气制氢作燃料提供动力法,很遗憾庞青年并没有选择此种方法。

未完待续

作者简介:孙磊,集慧智佳交通事业部咨询师。爱学习,好嘻哈,外表正典实则内心非主流,一个集看动漫和街舞于一身的技术控。

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