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为什么水不能变成氢气和氧气做燃料?
氢气,氧气,能量为什么水不能变成氢气和氧气做燃料?
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
为什么水不能变成氢气和氧气做燃料?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
水当然可以变成氢气和氧气做燃料,而且氢作为人类第一公认的最清洁燃料,燃烧的产物只有水,又可以用水来提纯,不断利用,地球什么最多,水呗,但是有些东西想简单了。
通过水电解,也就是让直流电通过水,确实可以使水转换氧气和氢气。还有一种是通过太阳能,通过制造太阳能聚光炉,可达3000摄氏度以上的高温,通过高温使部分水分解为氢和氧。
但为何不用氢气和氧气做燃料,我只能说,目前人类掌握的通过水制造氢气的方法,无一例外,都是需要吸收能量作为代价的,简单来说以一种能量转换另一种能量,这是何必呢?电解水?直接用电不行吗?直接用太阳能不行吗?所以在现有技术下根本就不靠谱,制造成本也高。
但有些地方由于需要用到氢,也是不得已而为之的,而且对氢的纯度要求也比较高,电解水分离氢也确实可以得到高纯度的氢。但产量不高。通常用作还原剂。像电子设备,保护气,冶金工业,制造多晶硅等半导体都需要用到高纯度氢。这个时候才会考虑用电解水来提纯。
而一般的工业用燃料氢或者火箭等用氢,用这种方法显然是不可取的,目前最高效的就是通过水煤气来得到。
水蒸气通过高温的燃烧煤就可以得到水煤气,水分子里有一个氧原子和两个氢原子,水一遇上火热的煤,煤的主要成分是碳(C),氧会与碳产生反应,生成一氧化碳和氢气。在通过去除一氧化碳就能得到氢气。但这种方法得到的氢气纯度不理想,但是用作工业燃料可以了。这种方法可以大量生产,而且成本也合理。
回答于 2019-09-11 08:43:50
我来解答。水的内能小于氢的内能,所以水变成氢气和氧气需要耗能,这个道理我就不多说了,楼上几位答主答的都不错,加在一起就是一部科普读物。我从效率角度补充一下:
为什么只有氢电池,而没有氢气发动机?根据能量守恒定律,制氢消耗的能量与氢气燃烧释放的能量应该平衡,理论上是这样,问题是燃烧的方式是所有能量转换中利用效率是最低的,目前丰田最吹牛逼的发动机理论热效率才42%,这还是实验室下的理想运转数据,您知道马路上烧油的汽车平均热效率是多少吗?27%左右。所以说氢气用来燃烧就是赔本赚吆喝,真不如烧汽油合算。至少汽油不是合成的。但是利用氢电池就不一样了,在氢电池中,氢气是不燃烧的,它只是一个电子的载体,汽车利用这一个电子来驱动电动机,而电动机的效率就高极了,加上机械效率的损耗,也不会低于90%,同样有氢气发动机和氢电池汽车,您会选择哪一个?所以不是不可以有氢气发动机,而是不可行。
回答于 2019-09-11 08:43:50
水是由氢气和氧气构成的双分子共价化合物
水中含有氢元素,氢元素如果和氧元素、氮元素、氟元素通过化学键连接,就会形成较为稳定的氢键。
氢键的存在,影响了组织的形态、化学活泼性等等
水中的氢键使得水非常稳定,1300℃左右的高温或者是通电,才能将水分解成氧气和氢气(体积比1:2)
因为电解水还有高温分解水成本过高,科学家正在寻找一种新型催化剂,能够使水常温下自己变成氢气和氧气,但是目前还没有任何关于此的报道。同样的,因为氢气成本太高,氢能源汽车正在实验当中
回答于 2019-09-11 08:43:50
这个问题是有问题的!
水可以分解成氢气和氧气,氢气和氧气燃烧又可以生成谁,所以从化学的角度来看,这两边是可逆的。
目前,除了光解水制氢技术始自1972年,由日本东京大学Fujishima A和Honda K两位教授首次报告发现TiO2单晶电极光催化分解水从而产生氢气这一现象。目前为止,并没有找到非常好的催化剂,能使水快速分解成氢气和氧气。
如果有一天找到了,那人类的能源问题也就解决了!所以这又是一项关乎人类未来的研究啊!
回答于 2019-09-11 08:43:50
水是金属态氢离子聚合形成的,要实现水变氢,需要高温、高压下的光速流动。
回答于 2019-09-11 08:43:50
陆上三峡大家可以了解一下,是不是太浪费,不能电解水?
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