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查證者：楊碧旺丨德國勃蘭登堡州工業(yè)大學（BTU）物理教師
我們都知道車輛行駛離不開油或汽，然而兩者既價格昂貴，又可能造成污染，于是就有人想到說，要是能有一臺不燒氣燒油，只“燒水”的車就好了。如果車載水能實時制取氫氣，用氫氣燃燒產(chǎn)生的熱能來驅動汽車，這樣車輛只需加水就可行駛了，這樣豈不是既清潔，又環(huán)保？這是真的異想天開，還是確實有理可依呢？想知道水氫汽車靠不靠譜，我們先來了解一些基本知識。
把氫作為燃料來驅動汽車，是可行的。氫和氧發(fā)生反應以后放出能量，為發(fā)動機提供動力。它的排放物是水，沒有硫化物氮化物這些空氣污染源，甚至沒有二氧化碳，所以單從排放上來說很環(huán)保。2018年9月16日，在德國下薩克森州的城市布雷默弗德（Bremerv?rde），由氫燃料電池技術驅動的車輛在公共交通線路上開始服役。但是由于技術難度以及造價問題，此類型的車輛還沒有到大規(guī)模推廣的程度。這次投入應用，更多的是示范意義。
除了環(huán)保，氫作為燃料還有別的優(yōu)點。燃燒1公斤汽油能得到4730萬焦耳的能量。燃燒1公斤氫能產(chǎn)生14160萬焦耳的能量，大約是汽油的3倍。也就是說，汽車加上1公斤的氫，就能當3公斤的汽油來用。
這兩個優(yōu)點聽起來挺好的。但是實際應用就沒有那么容易了。氫氣在常溫常壓下是氣體，體積大，你總不希望每一輛汽車后面都帶一個大氣球吧。
為了減小體積，在不能降低氫氣溫度的情況下，只能增大壓強。但是這樣就帶來一個安全性的問題?？墒羌词辜由虾艽蟮膲簭姡热缒耻囆筒捎玫南冗M的70兆帕（也就是大約700個大氣壓）儲氫系統(tǒng)，因為氫燃料要占用很大的空間，所以其氫氣儲量也只有4.34公斤。即使換算成汽油，也只是相當于13公斤。如果換算成體積，是18升左右。
還有一個問題就是，氫氣從哪里來？在地球的自然界里，幾乎沒有氫氣（不敢說100%沒有，反正極少極少），氫氣基本都是人工制備的。而絕大部分的氫原子都是和別的原子結合在一起的，比如和碳原子結合（比如汽油），和氧原子結合（比如水）等。那制備氫氣也要消耗能量，最熟悉的方法就是通過電解水來獲得氫氣和氧氣（高中的化學課上講過）。消耗電能把水分子里面的氫和氧分開，生成氫氣和氧氣，找容器把氫氣存起來。需要的時候再把氫氣和氧氣放在一起發(fā)生化學反應，放出能量，這時候氫氣和氧氣又結合成了水。需要注意的是，在這個過程中放出的能量還沒有當初消耗的電能多，總之是虧了。
那么我們一開始提到的設想，“實時制取氫氣”是不是就能解決氫氣太占體積的問題呢？
要知道，9公斤的水才能提取出來1公斤的氫氣。如果我需要10公斤的氫氣（總的燃燒值相當于30公斤的汽油），我就需要90公斤的水，這個似乎也不輕啊。當然，我不需要一次加滿，可以少加點兒，快用完的時候找水就行了，超市里有很多的飲用水可以用。這么看來，也不算是硬傷。
不過還有一點疑惑，氫氣哪里來的？要想實現(xiàn)“車輛只需加水即可行駛”，看來氫氣是從水那里來的，那咱們就要電解水了。需要電能的話，用的是蓄電池嗎？上文已經(jīng)說過了，電能制備氫氣，氫氣再放出能量，到手的能量已經(jīng)比當初的電能少了。反正電池已經(jīng)在車上了，為什么不用電池直接驅動車輛呢？所以想要實現(xiàn)“車輛加水即可行駛”實際可能有點兒本末倒置了。
總之，我的結論，“車輛只需加水即可行駛”是很不靠譜的。要想實現(xiàn)這個設想，還需未來繼續(xù)研究和努力。
本文編輯：marthaywang
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