(本文來源:賈新光汽車評論)
5月23日,《南陽日報》在第一版發(fā)布了《水氫發(fā)動機在南陽下線,市委書記點贊!》的報道,稱:水氫發(fā)動機在當(dāng)?shù)毓S下線,車載水可以實時制取氫氣,車輛只需加水即可行駛。這則報道引發(fā)了廣泛的質(zhì)疑。
也有的媒體扒出2017年的舊聞,兩年前對水氫發(fā)動機就有報道,認為是騙局。
據(jù)澎湃新聞報道:今年4月,湖北工業(yè)大學(xué)將“一種水解制氫鋁合金及其制備方法”(專利號:ZL201610564832.5)、“一種水解制氫鋁合金及其制備方法和應(yīng)用”(專利申請?zhí)枺?01910117543.4)兩項專利,獨家授權(quán)給南陽市青動能源科技有限公司。
5月24日,湖北工業(yè)大學(xué)材料與化學(xué)學(xué)院該技術(shù)專利的發(fā)明人張杰(化名)向澎湃新聞記者表示,南陽“水氫汽車”所用的關(guān)鍵技術(shù)正是來自于該學(xué)院的研究。
但是澎湃新聞另一則報道稱:科技部“973計劃”曾批準立項湖北工業(yè)大學(xué)董仕節(jié)教授負責(zé)的“車載水解制氫用鋁合金制備的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)研究”,董仕節(jié)因此獲得70萬元研究經(jīng)費。
據(jù)董仕節(jié)稱,飽受熱議的南陽“水氫汽車”的專業(yè)名稱事實上是“車載水解即時制氫氫能源汽車”,其材料和技術(shù)均由湖北工業(yè)大學(xué)研究團隊提供,早在近十余年前便投入研究。
他向澎湃新聞解釋了這項技術(shù)的基本原理:“鋁合金表面一般有一層氧化膜,這層氧化膜的活性比較低,通常不能跟水反應(yīng);但如果鋁合金表面沒有氧化膜,便隨時可以和水反應(yīng),氣體(氫氣)就出來了,我們會加入具體的催化劑(促成這個反應(yīng)過程)。不過目前還有一些關(guān)鍵技術(shù)沒有解決?!?/p>
董仕節(jié)表示,出于保密考慮,他無法透露催化劑的具體成分。不過,研究團隊目前已可以大批量提供這種催化劑,并滿足小轎車的上路需求。
他還表示,“只加水就能跑”這個說法不對。簡單來說,它的原理是鋁合金材料的水解反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,氫氣和燃料電池堆作用產(chǎn)生電能的過程,是從化學(xué)能量轉(zhuǎn)化為電能的過程,光有水是沒用的,還需要制氫材料。
在實際應(yīng)用中,這種車載制氫系統(tǒng)要運作,就像汽油車要加油一樣,也需要不斷加鋁合金材料。
非常巧合的是,近期還有類似技術(shù)的報道,比如德國《應(yīng)用化學(xué)》雜志刊登印度科研人員的文章,透露已經(jīng)開發(fā)出一種低成本催化劑,可加速水分解產(chǎn)生氫氣的過程,有助于氫能源相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。印度科學(xué)研究所開發(fā)的新型催化劑是將氧化鈷與偏磷酸鈉結(jié)合起來,與目前普遍使用的催化劑二氧化釕相比,新催化劑參與的水分解反應(yīng)中電流密度更高,意味著反應(yīng)速度更快,催化效率更高。新型催化劑的材料成本很低,不到二氧化釕催化劑的0.5%。
《科技日報》近日報道,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所韓洪憲研究員和李燦院士團隊與日本理化學(xué)研究所合作,研發(fā)出一種可在強酸條件下長壽命電催化分解水的廉價電催化劑,并有望在大規(guī)??稍偕茉粗茪浼夹g(shù)中應(yīng)用。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》上。
報導(dǎo)指出,在眾多電解水技術(shù)中,質(zhì)子交換膜電解水技術(shù)受到廣泛關(guān)注。但是,該技術(shù)在強酸條件下工作,大部分催化劑不穩(wěn)定。目前,只有貴金屬銥(Ir)能在質(zhì)子交換電解水酸性環(huán)境下穩(wěn)定工作,這極大地限制了PEM電解水技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。在研究過程中,科研人員基于前期的探索發(fā)現(xiàn)了γ-MnO2(γ型二氧化錳)在特殊電位窗口范圍內(nèi),可實現(xiàn)強酸條件下穩(wěn)定電催化水分解,并實現(xiàn)了8000多小時的長壽命工作。此外,該合作研究團隊還利用原位光譜電化學(xué)等方法,系統(tǒng)研究了這種催化劑在強酸性條件下電催化水分解反應(yīng)的機理。
相關(guān)技術(shù)人員表示,非貴金屬電催化劑在強酸條件下能夠成為長壽命分解水,為發(fā)展廉價、穩(wěn)定、高效的分解水制氫催化劑開啟了新的思路,也為清潔能源的開發(fā)和利用起到促進作用。
今年1月,《中國科學(xué)報》發(fā)表“CrO2-RuO2固溶體材料的合成路線以及酸性析氧性能”一文,中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員、論文通訊作者陳亮接受采訪時表示:根據(jù)電解質(zhì)的不同,電解水制氫可分為堿性電催化制氫和酸性電催化制氫。陳亮解釋說,電解水包括兩個半反應(yīng)——陰極上的析氫反應(yīng)和陽極上的析氧反應(yīng)。根據(jù)電解質(zhì)的不同分為堿性電解水和酸性電解水。對于堿性電解水,難點是陰極上的析氫;而對于酸性電解水,難點是陽極上的析氧。
目前業(yè)內(nèi)對堿性電解水研究已經(jīng)較為透徹,工業(yè)上也有一定的應(yīng)用。但“酸性電解水的反應(yīng)速率快了2~3個數(shù)量級,副產(chǎn)物少,并且可以使用質(zhì)子交換膜(proton exchange membrane, PEM),進而使得電解槽非常輕便”。陳亮團隊提供了一種高效的新型酸性析氧電催化劑——CrO2-RuO2固溶體材料。
已上報道說明,電解水制氫并非死路一條,可以通過催化劑來提高電解效率。而催化劑有不同的方案,都在試驗研究之中,都沒有產(chǎn)業(yè)化。如果催化劑電解制氫技術(shù)能夠成熟,車載催化電解制氫并非不可能。
還要澄清一下,報道中的水氫汽車并非只加水就可以開走,還要加鋁,或者還有些什么東西要加。
(責(zé)編:李曉紅)
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