水氢发动机，真的只是一个噱头

近日，水氢汽车这一词语迅速成为新闻焦点，5月23日，一则"水氢发动机正式下线，市委书记点赞"的新闻在网上迅速引起热议；该发动机由青年汽车制造，青年汽车董事长庞青年表示：车辆只需加水即可行驶，而且南阳市委书记为此点赞。

不少网友则对这一说法提出了质疑的态度，毕竟车就在那，还确确实实的跑起来了，这感觉有点打脸吃瓜群众？身为化工毕业的小编自然不会被这表象所迷惑，汽车加水就能跑，水既无法燃烧，也无法作为燃料电池的原料，想要真正驱动汽车，发生化学反应在所难免。

要想让水作为能源，氧是不可能了，唯一的办法就是制取氢气。学过高中化学的应该都知道，按照金属活动性顺序表，只要还原性比H强的金属，都能将H置换出来。由金属活动性顺序表：还原性K>Ga>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au可知，K、Ga、Na、Mg活性太高，反应不容易控制，并且成本还高，而Zn、Fe等活性偏低，反应效果不理想，所以活性Al无疑是最理想的还原剂，所以便能发生以下化学反应。

大家都知道，目前的制氢化学方程式为：2Al+4H2O＝2AlO(OH)+3H2↑。理论上只要保持水的供给，就会连续不断地产生氢气，但因为铝合金制氢技术直接与水反应过慢，所以需要有催化剂的催化才能提升反应速率。

有研究显示将水倒入含有镓的铝液态合金的容器后，其反应可以将水当中的氧和氢分开來，这个过程中就能释放出氢燃料。镓和铝的混合对水中的氧产生很强的吸附力，使氢在水中被释放出來.在这个反应过程中，镓是关键性因素，由于镓可以阻止铝因暴露在空气中形成一层保护膜。加入镓后，铝就能在水中发生化学反应持续不断结合产生氢气。这是因为镓在反应中不会被消耗，而铝能被循环使用，此举堪称完美。

产生的氢气也并不是直接像汽油一样在内燃机里面点燃做功，毕竟氢气燃烧，如果是在纯氧状态下还能安静的做个“美男子”，但如果混有空气，氢气是会爆炸的。所以，用氢作为能源，不能再采用内燃机，而是要采用现在的氢燃料电池，而氢燃料电池的反应其实也并不复杂，H离子与氧离子通过介质发生化学反应而产生电能，这个反应安静，且效率极高，氢燃料电池也被丰田认为未来最理想的能源，为此，目前在氢燃料电池方面的研究，丰田走在前沿。

所以，整个过程可以看作是加水，反应得到氢气，氢气再经由氢燃料电池产生电能，最后电驱动电动机，实现让车辆行驶的可能。

我们再来捋一捋整个过程，水加进去与铝发生反应制取氢气，过程中催化剂不会被消耗，而铝反应后，可以循环利用，而氢气在氢燃料电池中与氧反应生成水，我的天，加进去水之后再生成水，这岂不是天衣无缝，传说中的永动机？

如果上述理论能成立，还轮得着你青年汽车？这理论能够实现永动，诺贝尔物理学、化学奖必须属于青年汽车啊。

不过这个新闻很快也有了后续，5月24日下午，青年汽车回应称，"车载水解制氢氢能源汽车不是光加水的，是反应物在我们研究的催化剂作用下，和水反应实时制氢，氢气经过氢燃料发动机产生电，经过电机驱动车辆，使车辆行使。"也就是说，原来的水氢发动机准确的叫法应该是"水解制氢铝合金"技术

其实整个过程可以看成是化学反应釜+氢燃料电池+电动机的组合，物理学告诉我们，过程越多，消耗越大，浪费的资源也就越多。

借用北京科技大学孙汉杰教授所计算的成本，如果去掉氢燃料电池和化学反应釜，直接用电驱动车辆，成本大概为12元/100km，而如果加上氢燃料电池，而氢气由工业电解制取，成本大概为69元/100km，成本与用汽油相似，而如果加上反应釜，整个过程成本则需要291元/km。

而成本，则主要是铝，如果直接以购买的形式用铝来进行反应，那么成本会比上述更高，但如果将铝反复利用，则需要将反应后的产物电解得到金属铝，而这个电解的费用，远比工业电解水制取氢气昂贵得多。

综上，青年汽车所生产的水氢汽车原理上是可行的，但只要我们现在所学的化学以及物理理论没有错误，那么这就是一个费力不讨好的研究项目，毫无存在的意义。就像当初蔚来ES8穿越新疆，虽然穿越的是ES8，但油车拉着电车，电车再为ES8充电补给，其中好像没有任何意义。

不过，水氢汽车虽然不靠谱，但我倒认为氢燃料电池汽车是世界的未来，氢燃料电池反应温和，并且产物是水，对环境完全无污染，而能源氢气完全可实现大规模工业电解制取，只是运输和储存稍显麻烦，但优势是可实现与目前燃油汽车相似的加注燃料方式，避免了目前纯电动汽车续航短的问题。

不过，氢燃料电池汽车目前面临的难题除了运输和储存，基础设施的建设相对落后，氢燃料电池汽车成本过于高昂也是难以克服的问题，目前，丰田的氢燃料电池汽车Mirai在美国的售价为58500美元（约合403603元人民币）。