文/陳 榮
你想象過以后開車,只需要加水就能跑嗎?水是地球上最為豐富的化合物,一直以來,人類從未停止過探索水燃料的腳步。今天要介紹的,就是那些從水中提取能源的神奇科技。
請注意,這里要介紹的,并不是臭名昭著的“水變油”技術(shù),“水變油”無疑是有違科學(xué)規(guī)律的,以下要介紹技術(shù),指的是從水中或者利用水作為媒介獲得能源,而不是無中生有將水直接變成能源,切勿混淆。
最先出場的是一項(xiàng)應(yīng)用于電動車上的技術(shù)。
這是以色列Phinergy公司研發(fā)的鋁-空氣-水電池,它是一種利用空氣中水分子與鋁產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)發(fā)電,從而為汽車提供動力的空氣水能電池組。
這種金屬-空氣電池的技術(shù)其實(shí)早在上世紀(jì)60年代就已問世,它的原理是以99.9%高純度的鋁為陽極,水分子中的氧為陰極,利用水溶液作為電解質(zhì),讓鋁板攝取氧,完成放電過程。在放電的同時(shí)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),生成氫氧化鋁。
除了零排放,這種技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是電池能量密度非常高,理論能量密度能達(dá)到8.1千瓦時(shí)/千克,如果不好理解這個(gè)數(shù)字,做個(gè)對比吧,現(xiàn)在火爆的特斯拉電動車,它所使用鋰電池的能量密度約0.3千瓦時(shí)/千克。
根據(jù)Phinergy公司的介紹,他們研制的鋁-空氣-水電池組中共包含50塊鋁板,每一塊鋁板大概一個(gè)iPad大小,所產(chǎn)生的能量可以單獨(dú)驅(qū)動汽車行駛20英里,整個(gè)電池組的續(xù)航里程可以達(dá)到約1600公里。
當(dāng)然,這種拉轟技術(shù)有利也有弊,電動車行駛過程中只需要每200公里往電池組里加一次水即可,但由于它不是充電電池,所以鋁板完全反應(yīng)成氫氧化鋁后,就不能再用了,得重新更換電池鋁板。
這也是Phinergy公司正在努力延長鋁板氧化反應(yīng)時(shí)間、降低鋁板回收利用成本的原因,爭取盡早將這項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化。
除了民用領(lǐng)域,軍方也是從水中提取能源技術(shù)的狂熱追隨者。比如美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室的最新研究成果——利用海水提取燃料。
這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)始于10年前,它的最終效果是能夠在大海中就地取材,利用海水制造液態(tài)烴燃料。其原理是通過溶解在海水中的碳酸氫鹽提取氫和二氧化碳,再利用一種特殊的鐵基催化劑,把二者聚合成烴。
可以看到,這項(xiàng)技術(shù)同樣不是“水變油”,液態(tài)烴燃料的合成還需要耗費(fèi)大量的能源,最初是美國海軍為自身核動力航母艦隊(duì)量身打造的,希望利用航母的核能作為原始能源,為艦隊(duì)其他船只或艦載機(jī)轉(zhuǎn)化出持續(xù)的燃料,而不再需要依靠加油船加油或返回母港加油,讓艦隊(duì)可以在海上待更長時(shí)間。
不過,根據(jù)美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室目前透露的信息,新的液態(tài)烴燃料剛剛在一架模型飛機(jī)上完成可行性測試,下一步的規(guī)模化生產(chǎn)以及在航母艦隊(duì)上應(yīng)用,至少還要等10年,至于民用,等待的時(shí)間肯定會更加漫長。