氧化锌的摩尔质量是多少(为什么说庞青年的“车载水解即时制氢”技术不可行)

Posted 2023-05-30

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氧化锌的摩尔质量是多少(为什么说庞青年的“车载水解即时制氢”技术不可行)

虽然有湖北工业大学两名学者的专利打底，又有地方官员点赞，但在不少学者看来，青年汽车掌门庞青年在河南南阳试水的“车载水解制氢技术”，毫无科学实用性。

5月28日，澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者联系到部分汽车、氢能专家，对庞青年“车载水解即时制氢氢能源汽车”技术的可行性、经济性和安全性作出分析。

“这个技术一点都不稀奇，学过初中化学的人都知道，说白了就是活泼金属制备氢气。但获得活泼金属的能耗是很大的，这是只要接受过初中化学知识的人，都应该懂。如果抛开汽车，在一些特殊的地方，比如说一些海岛还可以去运用。”同济大学汽车学院、新能源汽车工程中心教授林瑞直言，车载水解制氢技术不可能大批量应用。

同济大学汽车学院副教授、复合电源研究所氢能研究室主任（国家燃料电池汽车及动力系统工程技术研究中心）吕洪也认为，庞青年选择的制氢方式只是最简单的一种，但该技术用于车载肯定不合适。

2019年5月22日，南阳当地媒体发布题为《水氢发动机在南阳下线，市委书记点赞！》的报道称，水氢发动机在河南南阳市正式下线，这意味着，车载水可以实时制取氢气，车辆只需加水即可行驶。5月22日上午，南阳市委书记张文深到氢能源汽车项目现场办公时，为氢能源汽车项目取得的最新成果点赞。

这一表述引发极大争议，也让“车载水解制氢”这一多年前即已被产业界放弃的技术，重回公众视野。

林瑞表示，车载制氢的思路是很好，且美国通用公司十多年前就已尝试过，后来印证了不可行。实践下来，目前国际上比较通用认可的，还是采用高压储氢的方式。

同济大学汽车学院副教授陈凤祥认为，车载实时制氢系统很复杂，这导致复杂结构体积庞大，车里难以放下，“现在装样子是可以的，但正儿八经在路上跑的时候，要实时可控，整个体积会非常庞大。相当于车上背了个化工厂在跑。”

据南阳高新区管委会通报，南阳“水氢发动机汽车”专业名称是“车载水解即时制氢氢能源汽车”。该技术由湖北工业大学与青年汽车自2006年6月起联合研发，项目名称为“车载水解制氢用铝合金制备的关键技术基础研究”，2010年被科技部“973计划”批准立项，其基本技术原理是“铝合金粉末+催化剂+水”反应制氢，目前已取得相关专利。

虽然这项技术被戴上了“973计划”的帽子，且庞青年宣称“成本不用消费者担心”，但外界依然对这项技术的经济性和安全性充满怀疑。

下为澎湃新闻记者根据与专家对话内容，整理出的“六问”。

青年汽车董事长庞青年接受采访，介绍“水制氢汽车”原理。澎湃新闻记者石轶君图

一问车载水解制氢技术是否可行

吕洪表示，庞青年选择的制氢方式只是最简单的一种，原料主要是铝粉，为了促进反应加了所谓的催化剂，催化剂可以降低反应条件、促进反应。

但是，需要注意的是，若将该技术用于车载，吕洪认为肯定不合适。

“汽车用氢气跟每个人的开车习惯是有关系的，比如说要加速或减速，有的人喜欢可能猛踩刹车，有的人可能喜欢慢慢踩刹车，有的人喜欢猛踩油门，有的人可能喜欢慢慢加油，是有不同的情景的。那么对应到氢气，出来有时候会快，有时候慢。铝和水反应是一个化学反应，氢气的产生是不可控的，可能会出现想少量用氢时反而多了，想用大量氢气时来不及的情况。”吕洪表示，在这种情况下，中间必须加一个类似缓冲罐的东西，把氢气收集起来，但是，“如果说是要去这样做的话，为什么不直接用高压储氢，这不是多此一举吗？”

陈凤祥和林瑞也表达了类似的观点。

陈凤祥提到，氢气实时反应还存在的问题是，在车上装置氢气发生装置本身很复杂，空间利用率有限，同时实时产氢的效率也比较低。此外，在庞青年的技术中，铝粉是作为反应物的存在，“把铝粉放进去，最后还要把反应物拿掉，下一次再把铝粉放进去，这个过程也是很复杂的，铝粉的实时添加也有问题。”

二问车载水解制氢技术是否实用

陈凤祥表示，车载实时制氢系统很复杂，这导致复杂结构体积庞大，车里难以放下，“现在装样子是可以的，让氢气慢慢产生一点点当然没问题，但正儿八经在路上跑的时候，要实时可控，整个体积会非常庞大。相当于车上背了个化工厂在跑。”他认为，这一技术在车体这样的有限体积范围之内，不可能实现。

吕洪还提到，车用氢气是有品质要求的，“铝合金反应出来的水是偏碱性的，燃料电池是酸性的，在没有任何纯化的条件下，氢气进去第一肯定对燃料电池是很大的伤害，第二粉末状的氢氧化铝生成会和水汽等一起出来，预计出来之后会堵塞整个管道，甚至燃料电池。”

那么如果加装纯化装置呢？吕洪表示，如果再给它加一个纯化，就是整个化工厂。同时，他提到，现在建加氢站有一个很大的问题在于，哪怕加氢站里面建一个制氢的设备都不允许，要求放到化工园区去，因为现在法规要求危险品的生产必须在化工园区。“如果说真的将来燃料电池普及了，每辆车上都带着这种化工厂到处跑，怎么监管？”

三问车载水解制氢技术是否经济

庞青年目前所用该项技术的核心内容是，通过水解一种铝合金粉末产生氢气。铝合金粉末中，铝为主材占比90%以上，理想的添加剂为铅、氯化镁与氧化锌三种金属。

林瑞表示，铝的价格远远高于氢气的价格，成本上非常的不划算。“9公斤的铝粉产生1公斤的氢气，假设当中没有任何的气体浪费，氢气完全反应，大概能够产生1000摩尔的电子。在没有任何传输损耗的情况下，在正常的工作电压0.6伏下，单电池产生的电能大概是16.08度电左右，100公里都不够跑，而铝粉的消耗量会非常的惊人。

根据这项技术的负责人、湖北工业大学原副校长董仕节（现已任湖北经济学院党委副书记、院长）向长江日报的回应，制氢后的水解产物偏铝酸可以进一步加工成微纳米级氧化铝。制氢后的水解产物都有很高的利用和经济价值。

对此，林瑞反驳称，那你要问问他，氧化铝的价格贵还是铝的价格贵，氧化铝跟铝的价格不是一个数量级，氧化铝的价格要便宜多了。

吕洪则表示，至少要知道系统能用的前提下，才去谈它的经济性。前提是整个工程化都已经达不到，怎么去评判它的经济性？

对于废料氧化铝，吕洪强调，氧化铝现在确实用途很广，比如纳米氧化铝本身可以作为耐火材料非常好，但是不能判断的地方在于，不是所有的氧化铝都能做成附加值很高的材料，要达到一定的用途的话，必须要达到一定结构。

四问车载水解制氢技术是否安全

林瑞认为，因为氢的爆炸极限范围很广，从4%到74%，理论上，范围这么广，又是在一个比较开放的系统，其实比较危险的。比如车辆在怠速时，不需要那么多的氢气量，但又产生很大的氢气量，就算车上有个储气罐，但一方面增加了整个车系统的复杂性，氢气的泄露也不可避免的，危险性显然可见。

林瑞提到，在实验室里，会安装很多的氢气探测器来检查氢气的泄露，甚至1%就可以报警。“简单来讲，车载制氢是难以控制的，在车上搭载一个不可控的制氢反应堆，安全性可想而知，如果这部分的氢是提供给燃料电池电堆的话，需要一定的压力，那还得再加压，如何保证在高压环境下的反应可控安全？”

谈及氢气的泄漏问题，吕洪表示，只要涉及氢气肯定都会有渗漏，因为氢气的分子太小，但总的来讲流程越长，中间的环节越多，氢气渗漏的概率就越大，“如果说氢气的纯度各方面要求都能够满足，假设所谓的工程问题都克服了，那么我觉得它这个流程是非常长的。我们现在在车上用高压氢气，其中一个原则就是，中间的接口环节尽可能要减少，但他（指庞青年）整个流程从制氢到纯化再到储氢，整个环节下来这种接头会有多少，所以肯定整个泄漏的概率就会高。”

五问目前主流的氢能源汽车采用的是何种技术

林瑞表示，车载制氢的思路是很好，且美国通用公司十多年前就已尝试过，后来印证了不可行，“如果说是静止状态下可能还行，问题汽车是跑动的，而且是经历不同的工况。”

林瑞介绍，实践下来，目前国际上比较通用认可的，还是采用高压储氢的方式。同时，现在国际上包括我国，也在致力于发展70兆帕的加氢站，或者提高车载用氢的压力，增加续时里程。此外，宝马集团原来还提出过采用液氢，因为液态氢能够储存的质量更多，因此里程会更高。但是由于液氢跟外界的温差较大，能耗比较大，所以目前只用在一些特殊的用途。此外，还有金属物储氢，在需要的时候再让它释放。由此，高压储氢、液态储氢和金属物储氢是目前储氢的三大主要方式，在线制氢则基本上是被放弃。

这三种方式中，据陈凤祥补充，最主流的还是高压储氢的方式，这种储氢方式目前全世界所有大的车厂，包括丰田、本田都在用。液态储氢则比较常用于军事上，比如说潜水艇，或者航天航空，车上用的比较少，且几乎到现在为止成功的例子比较少，用过的都不划算。

六问车载水解制氢技术未来是否可能大范围推广

谈及这个问题，受访专家都表示不认可。

陈凤祥认为，暂时应该说看不到这个前途。因为现有的其他方式比水解氢简单、便宜且更具可行性。“那种方案（指庞青年的水解制氢）可能就是一种炒作噱头，如果这种技术要是能用的话，丰田、本田早就用上了。实际上在十多年以前，关于金属粉末、液态、气态储氢，各大公司早都研究完了，研究完了之后最后取了一种方案，用高压储氢70兆帕，他这个方案（指庞青年）其实老早就被否决掉了。”

吕洪也表示，其个人认为有这么多工程问题要去解决，不管是从技术上，还是从经济性上，包括可行性上，很难实现。

林瑞也认为不太可能，可能会用在一些特殊的场合，但是用在汽车上不可行，还有很多技术上、经济上无法解决的问题。

对于庞青年的技术宣传，林瑞表示，“这个技术（指庞青年的水解制氢）是一点都不稀奇，学过初中化学的人都知道，说白了就是活泼金属制备氢气。但是获得活泼金属的能耗是很大的，这是只要接受过初中化学知识的人，都应该懂。如果抛开汽车，在一些特殊的地方，比如说一些海岛还可以去运用。如果希望通过这种方式来大批量应用，甚至觉得自己是一个非常伟大的发明创造，就是胡说八道了。”

她还表达了一些担忧，“其实我作为一个科学工作者，我思考的是为什么像这种违背科学常识的事情经常会发生，并且还打着这种非常高新技术的抬头，这个叫做迷惑公众。可能做科研的也好、教学工作者也好，我们还是有一些责任跟义务，做一些科普的工作，提高公众的一些分辨能力。”