李珍　魏云峰

在剛剛過去的一段時間，號稱“只要加水就能跑”的“水氫”汽車火了，網(wǎng)友們紛紛質(zhì)疑這種“改寫能量守恒定律”的新能源汽車，其實是新版“水變油”騙局。當事方青年汽車集團5月25日解釋稱，原先的媒體報道有誤，“水氫”汽車實際是通過鋁合金與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣作為能源，“并非只加水就行”。

“水氫發(fā)動機”原理可行但不新鮮

青年汽車集團最初宣稱，“水氫燃料車”可在“不加油、不充電、只加水”的狀態(tài)下，卡車續(xù)航里程超過500公里，轎車續(xù)航里程可達1000公里。其原理是“利用一種特殊催化劑，可以將水轉(zhuǎn)換成氫氣”。但這種說法迅速遭到外界質(zhì)疑。北京理工大學機械與車輛工程學院孫柏剛教授認為，“只要加水就能跑”違背了能量守恒定律：“純水變成氫氣作為動力，就和過去的水變油一樣，這是不可能的?！?/p>

青年汽車董事長龐青年在接受媒體采訪時表示，“水氫”汽車并非只加水就行，而是利用催化劑，讓鋁合金與水通過置換反應(yīng)大量產(chǎn)生氫氣，然后再像普通氫能源車那樣，利用氫氣發(fā)電驅(qū)車行駛，“100公斤水可跑100公里”。

據(jù)介紹，這種“水解制氫”技術(shù)系青年汽車與湖北工業(yè)大學聯(lián)合研發(fā)。湖北工業(yè)大學5月26日發(fā)表聲明，詳細解釋了相關(guān)技術(shù)的原理。盡管金屬鋁容易與水反應(yīng)，但通常條件下鋁表面與空氣接觸會覆蓋一層致密的氧化膜，阻礙鋁與水的接觸反應(yīng)。該校董仕節(jié)教授團隊發(fā)明的高效低成本鋁合金材料，能去除鋁表面的氧化膜，加速反應(yīng)的進行，實現(xiàn)快速“水解制氫”。

西安交通大學金屬材料強度國家重點實驗室教授江峰也在個人微博上發(fā)布“水解制氫”的相關(guān)試驗視頻。視頻顯示，研究人員將少量的礦泉水倒入鋁粉罐，幾秒后罐中便迅速發(fā)生劇烈反應(yīng)，冒出大量氣體，這些氣體可以被明火點燃，并伴有爆燃聲。

業(yè)內(nèi)專家告訴記者，“水氫”汽車的核心在于如何從水中獲得氫氣，其他技術(shù)與普通氫燃料電池汽車并無差別。目前來看，通過催化劑“水解制氫”的基本原理是可行的。

也有質(zhì)疑認為，澄清“只要加水就能跑”的傳聞后，“水解制氫”并不新鮮。2018年俄羅斯也研發(fā)出廢鋁制氫技術(shù)，

可作為車載供電系統(tǒng)及固定式小型電力裝置。董仕節(jié)承認，“美國等也有類似技術(shù)，但我們在制氫速度、效率等工業(yè)化制備應(yīng)用上處于世界先進水平。只需要在車上安裝一個制氫裝置，循環(huán)更換裝置里的反應(yīng)材料即可，需要多少氫氣就制多少氫氣、用多少氫氣，可解決目前使用高壓儲運氫的過程中，存在泄漏、爆炸的危險”。

“水氫發(fā)動機”想裝車不容易

盡管“水氫”汽車的原理很簡單，“金屬鋁置換氫氣是中學的化學知識”，但想讓它真正投入使用，還有很多難題。

外界質(zhì)疑最多的就是“水氫”汽車的經(jīng)濟性。對氫能源汽車而言，如何控制使用成本向來是核心問題之一。在推廣氫能源汽車最為賣力的日本，已有99座加氫站，主要由提供加氫服務(wù)的日本ENEOS公司運營。目前加注氫氣的價格是1公斤在1000日元至1100日元左右（63元至69元人民幣）。以豐田公司的Mirai氫燃料電池汽車為例，該車的高壓儲氣罐可以容納5公斤氫氣，加滿一次氫氣只需4300日元左右（日本政府對使用清潔能源有補貼），最多可行駛650公里。這樣算下來，氫能源汽車確實比汽油車省錢一些。不過，由于氫能源汽車在日本仍處于起步階段，E-NEOS公司表示，他們的加氫站實際是在賠本運行。

“水氫”汽車面臨的成本困境更為明顯。有質(zhì)疑稱，當前市場上金屬鋁的價格已超過每公斤10元，即便是在最理想的環(huán)境下，以9公斤鋁制取1公斤氫氣來計算，生產(chǎn)1公斤氫氣的材料成本約為63-90元，這還沒有將塊狀鋁制成鋁粉的費用和能耗計算在內(nèi)。相比氫燃料電池汽車，“水氫”汽車的經(jīng)濟性更差。還有人質(zhì)疑，鋁本身就是通過電解產(chǎn)生，這個過程耗電量很大，“水氫”汽車并不環(huán)保。

董仕節(jié)對此表示，研究團隊已就成本和環(huán)保的問題進行了考慮。他說，制氫后的水解產(chǎn)物都有較高的利用和經(jīng)濟價值，通過新能源汽車的使用回收后，可解決成本和環(huán)保的問題。例如，制氫后產(chǎn)生的偏鋁酸可以直接作為阻燃材料使用，高品質(zhì)的偏鋁酸可以用于電池隔膜產(chǎn)業(yè)，或進一步加工成微納米級氧化鋁。“這些水解產(chǎn)物將通過汽車廠家回收再利用實現(xiàn)其價值，成本可大大降低?！?/p>

接受采訪的業(yè)內(nèi)人士認為，“水氫”汽車理論上最大的優(yōu)點在不用高壓儲氣罐，所用氫氣“隨制隨用”。但汽車行駛時的功率會隨時變動，如果突然需要提升功率，氫氣供應(yīng)需求猛增，如何保證“隨制隨用”的氫氣能供應(yīng)得上？另外，鋁與水的置換反應(yīng)會產(chǎn)生大量熱量，在密閉的反應(yīng)罐里，這些熱量如何及時散掉也是需要考慮的問題。董仕節(jié)也承認，“目前在制氫反應(yīng)物的更換及后續(xù)制氫的穩(wěn)定性方面還待進一步研究”。