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科學(xué)家提出零排放“水燃料”汽車設(shè)計(jì)方案  
    氫能經(jīng)濟(jì)早已被炒得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，但是由于氫燃料的運(yùn)輸和儲(chǔ)存非常復(fù)雜，人們真正開著氫燃料汽車上路還遙遙無期。在這種背景下，科學(xué)家們開始考慮直接使用水作為未來汽車的燃料。水不僅在常溫下非常穩(wěn)定，而且是氫燃料的主要來源，如果能夠控制水產(chǎn)生氫氣的速度，就可以使用即時(shí)分解產(chǎn)生的氫作為汽車的燃料來驅(qū)動(dòng)汽車�？茖W(xué)家們相信，一旦這一技術(shù)得以順利實(shí)現(xiàn)，人類就可以真正實(shí)現(xiàn)“零排放”的夙愿。 
　　盡管水給人們的第一印象并不適合作為燃料，但水中蘊(yùn)含著一種關(guān)鍵的元素，那就是氫。氫幾乎已經(jīng)被科學(xué)家認(rèn)定為未來人類的綠色燃料，如果氫能夠按照人們的需求從水中獲得，那么阻礙人類利用氫的最大障礙將會(huì)被克服。用傳統(tǒng)工業(yè)方法制備氫成本高昂，整個(gè)過程效率很低，不僅如此，制備過程還會(huì)造成大量污染。氫的儲(chǔ)存和運(yùn)輸都需要特殊的設(shè)備，就連汽車上的“油箱”也要專門設(shè)計(jì)，十分笨重，使氫能汽車的表現(xiàn)和行駛距離都大打折扣。 
　　為了解決氫制備、儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中遇到的種種問題，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)的科學(xué)家阿布哈米德另辟蹊徑，提出了一種在汽車上直接利用氫的方法。在他的設(shè)計(jì)方案中，汽車的“油箱”中加注的就是普通的水，這些水與硼元素發(fā)生反應(yīng)，將氫氣釋放出來，釋放后的氫氣進(jìn)入氫內(nèi)燃機(jī)或燃料電池，內(nèi)燃機(jī)或燃料電池產(chǎn)生的動(dòng)力就可以驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)了。 
　　絕妙的“零排放”方案 
　　盡管阿布哈米德的方案聽起來讓人興奮，因?yàn)檫@種方案解決了長期以來困擾科學(xué)界多年的氫的運(yùn)輸和儲(chǔ)存問題，但實(shí)際上這種方案本身最大的亮點(diǎn)在于它真正實(shí)現(xiàn)了“零排放”。我們知道，水和一些金屬可以發(fā)生一些劇烈反應(yīng)，釋放出氫氣。例如將鈉和鉀放到水中，伴隨著劇烈的反應(yīng)，氫氣從水中被迅速釋放出來，鈉或鉀和氧結(jié)合成氧化鈉或氧化鉀。但科學(xué)家們并不看好鉀和鈉，因?yàn)檫@個(gè)過程太難控制了。在阿布哈米德的方案中，硼成了首選元素，因?yàn)榕鹋c水同樣可以發(fā)生類似的反應(yīng)，但過程卻緩和得多，可以通過調(diào)控來控制氫氣的生成量，供內(nèi)燃機(jī)或燃料電池使用。這種過程唯一的副產(chǎn)品是氧化硼，而這些氧化硼經(jīng)過一定工藝就可以還原成硼，供汽車下次使用。阿布哈米德認(rèn)為：由于這種方案氫氣的生產(chǎn)量可以控制，解決了氫的儲(chǔ)存和運(yùn)輸問題，同時(shí)副產(chǎn)品氧化硼可以回收處理還原成硼，因此可以重復(fù)使用。阿布哈米德甚至提出由于氧化硼還原成硼的過程需要的能源很少，使用太陽能就可以實(shí)現(xiàn)這一過程，因此這一方案將會(huì)是真正的“零排放”方案。 
　　透視阿布哈米德方案 
　　在阿布哈米德的方案中，水在精確地控制下流進(jìn)一系列含有硼粉末的箱體中，為了使反應(yīng)開始，水需要被預(yù)先加熱變成攝氏800度的水蒸氣，這個(gè)過程需要蓄電池提供能量。反應(yīng)開始后，反應(yīng)過程所釋放的熱量就足以使水變成反應(yīng)所需要的水蒸氣，使反應(yīng)得以持續(xù)下去。反應(yīng)過程產(chǎn)生的氫氣進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)或燃料電池，產(chǎn)生的水重新回到“油箱”，參與下一個(gè)反應(yīng)，使汽車真正實(shí)現(xiàn)零排放。根據(jù)阿布哈米德的測算，這樣的汽車需要攜帶18公斤的硼，45公斤的水，它們相互反應(yīng)可以產(chǎn)生5公斤的氫氣，這些氫氣與40公升汽油所產(chǎn)生的能量大致相當(dāng)，因此這種方案極具誘惑力。產(chǎn)生的副產(chǎn)品氧化硼被運(yùn)到專門的回收工廠，經(jīng)過加鎂和加氯又可以重新還原成硼供汽車重新使用，由于回收的過程需要的能量不多，可以用太陽能來滿足這一過程的能量需求。 
　　在氫能經(jīng)濟(jì)中，無論氫的來源何在，都面臨兩個(gè)重要的問題需要解決：那就是氫的儲(chǔ)存和運(yùn)輸。在傳統(tǒng)氫能經(jīng)濟(jì)的框架里，氫通過工廠制備后，被運(yùn)輸?shù)礁鞯氐募託庹竟┢�車使用。在這個(gè)過程中，氫氣必須被壓縮或被液化才能被運(yùn)輸和儲(chǔ)存，但這兩種方式都不理想，在氫氣液化的過程中浪費(fèi)了大量的能量，這個(gè)成本高達(dá)40%，而氫氣被壓縮后使用效果也非常不理想，基本上不能達(dá)到應(yīng)用的地步。 
　　阿布哈米德的方法不僅解決了氫氣的運(yùn)輸和儲(chǔ)存問題，同時(shí)還使氫能源汽車工作起來更安全。由于汽車攜帶的是水，而不是易燃易爆的液態(tài)氫，人們不會(huì)擔(dān)心汽車發(fā)生碰撞后汽車會(huì)發(fā)生爆炸，此外，這種方案省卻了大量的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，使氫能應(yīng)用變得不再遙不可及。 
　　我們何時(shí)能開上“水燃料”汽車 
　　阿布哈米德給我們提供了一個(gè)很好的未來汽車解決方案。專家們認(rèn)為：這個(gè)方案的亮點(diǎn)在于整個(gè)燃料生產(chǎn)所需能量的最終來源是太陽能，如果太陽能的效率能夠達(dá)到35%%的話，太陽能最終轉(zhuǎn)化到汽車引擎的效率大約是11%%，這個(gè)數(shù)字同目前我們使用的汽油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的效率大致相當(dāng)。這是由于這種方案的實(shí)用性，以色列一家公司已經(jīng)開始設(shè)計(jì)這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)，韓國三星公司也在著手進(jìn)行這方面的工作。但是，這并不是說，“水燃料”汽車的時(shí)代很快會(huì)到來，專家估計(jì)，未來5到10內(nèi)這種汽車還不會(huì)上市，但是，科學(xué)家們認(rèn)為，這個(gè)方案是未來氫能汽車的發(fā)展方向，最終會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。 
　　也許你所購買的下一輛汽車就是加水的，這還真不是在開玩笑。