“喝飽水就跑”的汽車在河南南陽下線被傳為笑談，其最大的bug 在于無視水變氫的化學(xué)反應(yīng)需要大量能量。行業(yè)專家紛紛表示，在沒有額外能量注入的情況下，水不會(huì)自己分解為氧氣和氫氣，否則就是違背了能量守恒定律。
我們都知道，氧氣和氫氣只需一點(diǎn)火星就會(huì)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)引發(fā)爆炸，反應(yīng)過程中生成水，同時(shí)釋放出能量。
根據(jù)能量守恒定律，把水裂解成氫氣和氧氣需要從外部注入大量能量，因此非常之難。你有沒有想過，產(chǎn)生這種區(qū)別的原因是什么？一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸收能量還是釋放能量，是由什么決定的呢？
化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成，從而生成新的物質(zhì)（化學(xué)鍵是指離子或原子相結(jié)合的作用力）。我們以氫分子的形成為例，從能量的角度來分析一下。
我們都知道，原子由原子核（質(zhì)子和中子）以及繞核運(yùn)動(dòng)的電子組成。兩個(gè)氫原子相互靠近、形成氫分子的過程較為復(fù)雜。在忽略量子效應(yīng)的簡(jiǎn)化模型中，質(zhì)子、電子之間的電磁力讓兩個(gè)原子互相吸引，但它們靠近到一定程度時(shí)，另一種力又會(huì)讓原子相互排斥。因此，氫原子在某個(gè)"不近也不遠(yuǎn)"的特定距離時(shí)，整體勢(shì)能最低，也最穩(wěn)定。
兩個(gè)氫原子在某個(gè)特定距離時(shí)勢(shì)能最低，也最穩(wěn)定，會(huì)形成氫分子。
我們可以把上圖想象成體現(xiàn)重力勢(shì)能的斜坡——下圖中的小球一開始會(huì)左右滾動(dòng)并損失能量，但最終會(huì)穩(wěn)定在勢(shì)能最低處。
小球最終會(huì)穩(wěn)定在圖中的最低點(diǎn)，也就是勢(shì)能最低處。
如果要讓處于“勢(shì)能谷底”的小球重新動(dòng)起來，也就是讓兩個(gè)氫原子之間的化學(xué)鍵斷裂，顯然需要來自外界的額外能量推動(dòng)。
總結(jié)一下：打破舊的化學(xué)鍵好比讓小球提升，需要額外的能量。在氫變水的反應(yīng)中，只是一個(gè)小火星就足夠；在水變氫的過程中，則需要多得多的能量。
新化學(xué)鍵形成好比小球滾下，會(huì)釋放能量，例如氫氣和氧氣結(jié)合發(fā)生爆炸。
化學(xué)反應(yīng)中能量守恒的實(shí)質(zhì)是如果生成新化學(xué)鍵所釋放的能量大于舊化學(xué)鍵斷裂吸收的能量，則反應(yīng)中會(huì)放熱，反之則吸熱。
如果E1＜E2，反應(yīng)會(huì)釋放能量，如氫氣和氧氣生成水。如果E1＞E2，則反應(yīng)需要吸收能量，如水分解成氫氣和氧氣；換句話說，氫氣與氧氣形成水時(shí)，釋放的能量，正是來源于"氫-氫""氧-氧"鍵和水分子中"氫-氧"鍵之間的能量落差。反之，水分解成氫氣與氧氣時(shí)也需要從外界補(bǔ)充相當(dāng)?shù)哪芰柯洳睢?/span>
這說明，水比氫氣穩(wěn)定得多。也正因生成水分子容易，裂解水分子難，地球表面的71%被水這種穩(wěn)定的物質(zhì)覆蓋著。
其實(shí)，裂解水分子的已知方法有多種，植物的光合作用是其中之一。這個(gè)過程沒有生成氫氣，大部分陽光的能量被儲(chǔ)存在碳水化合物中。
電裂解水是另一種常被提到的方案。早在1833年，法拉第就提出了第一/第二電解定律。如今，就連普通人也能在家里進(jìn)行簡(jiǎn)單的電裂解水實(shí)驗(yàn)。但在目前的技術(shù)條件下，這種方法的能量轉(zhuǎn)化效率非常低，消耗4度電電解產(chǎn)生的氫能，功效和1度電差不多。所以，制氫的成本非常高昂。這也是氫能源汽車面臨的最大難題。
如今在工業(yè)上，大量的氫氣是由天然氣經(jīng)過"蒸汽重整"生成的。該過程也需要耗能，但因?yàn)榇罅康幕瘜W(xué)能來自天然氣，因此成本比單純裂解水的反應(yīng)低。
根據(jù)引起熱議的青年汽車公司所描述，該公司的“水氫發(fā)動(dòng)機(jī)”工作原理為“車頂安置一個(gè)蓄水箱，車內(nèi)的特殊的轉(zhuǎn)換設(shè)置可以將水轉(zhuǎn)換成為氫氣，再輸入氫燃料反應(yīng)堆，產(chǎn)生電能，然后驅(qū)動(dòng)車載電機(jī)和引擎，使得汽車行駛。”
然而，無論采用哪種已知（或未知）的“特殊轉(zhuǎn)換技術(shù)”來實(shí)現(xiàn)“水-氫氣”的轉(zhuǎn)化，都不能繞開前面所說的能量落差問題——水不會(huì)自己“逆流成河”，也不會(huì)自發(fā)變?yōu)闅錃狻?/span>
金華青年汽車公司向澎湃新聞書面回應(yīng)稱：“車載水解制氫氫能源汽車不是光加水的，是反應(yīng)物在我們研究的催化劑作用下，和水反應(yīng)實(shí)時(shí)制氫，氫氣經(jīng)過氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電，經(jīng)過電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，使車輛行使。”
至于是什么“反應(yīng)物”，該公司并沒有透露。
有網(wǎng)友猜測(cè)，這種“反應(yīng)物”應(yīng)該是金屬鋁。這個(gè)反應(yīng)利用的是鋁單質(zhì)的強(qiáng)還原性，將氫單質(zhì)置換出來。該反應(yīng)確實(shí)需要“加水”才能進(jìn)行，但其能量來源于金屬鋁，而不是水分子。另外，水與鋁的反應(yīng)還會(huì)釋放大量的熱，造成能量的損失。
總而言之，如果真想以水為燃料，就需要找到比水分子更穩(wěn)定、能量更低的氫、氧化合物——可惜這種物質(zhì)是不存在的。
歷史上，聲稱能從水中榨出能量（化學(xué)能），“以水為油”的例子并不少，但無一例外地，它們都以偽科學(xué)或商業(yè)欺詐的形象收?qǐng)觥?/span>
