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南陽基于鋁-水反應制氫的燃料電池驅(qū)動，取名

在接近室溫下，金屬鋁與水反應生成氫氧化鋁和氫氣：

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

以此作簡單計算，每9公斤鋁可生成1公斤左右的氫氣(按100%轉(zhuǎn)化計)。這些連中學生都能夠理解。當然，還有各種工程問題需要加以考慮(比如反應動力學、傳遞問題、技術經(jīng)濟分析等等)。

那么，從技術經(jīng)濟分析看，此技術路線是否可行?

實際上，除了上面的主要反應以外，還有別的反應，如2Al + 3H2O = Al2O3 + 3H2，雖然接近室溫下生成氧化鋁的反應占比很小，但是在鋁顆粒表面形成氧化鋁層，這氧化鋁層隔離了金屬鋁顆粒與水的進一步接觸。因此，簡單地把鋁粉和水混合在一起并不能保證持續(xù)地反應、持續(xù)地產(chǎn)生氫氣。為解決這一難點，需要添加促進劑，如氫氧化鈉(NaOH),用于破壞氧化鋁層。

此外，基于鋁-水反應制氫的燃料電池動力汽車的技術路線還存在如下許多難點：

鋁-氫反應動力學慢(根據(jù)文獻)，難以滿足美國能源部燃料電池動力汽車所需的最低氫流量目標。也就是說，制氫太慢，來不及提供足夠的氫氣，這樣的車只能開開停停。通過這種方法生產(chǎn)氫氣的成本取決于鋁金屬的成本。2010年的鋁價是$2.2/公斤,按此鋁價格推算，制氫成本大致是每公斤氫氣$20。即使高產(chǎn)量，美國能源部的每公斤2-3美元的制氫成本目標無法實現(xiàn)。此外，要使基于鋁-水反應制氫的燃料電池動力汽車大規(guī)模商業(yè)化，鋁原料的供應可能也是個問題。結論：要使基于鋁-水反應制氫的燃料電池動力汽車商業(yè)化，從技術經(jīng)濟分析看，是完全不可行的。

備注1：

（1）以鋁為主要原料，是不可再生的；

（2）雖然鋁-水反應制氫的燃料電池動力，很難用在商用汽車上，但有可能在便攜式應用方面發(fā)揮作用，如應急發(fā)電機、筆記本電腦等。

備注2：此領域并非是本人的研究方向，未看過有關專利，文章主要摘自美國能源部項目的一份研究報告（參考見后）。

【參考】

U.S. Department of Energy, Reaction of Aluminum with Water to Produce Hydrogen. A Study of Issues Related to the Use of Aluminum for On-Board Vehicular Hydrogen Storage. Version 2, 2010.

作者：黃華江 科學網(wǎng)