水作为燃料的神话

每周我都会收到有关能源领域“改变游戏规则的技术”的新闻稿。这些最终成为改变游戏规则的技术的数量几乎为零，但是除非它们明显违反科学定律，否则我不会立即忽略这些主张。

但是，除非另有说服，否则我自然会持怀疑态度。

本周我收到澳大利亚-以色列初创公司Electriq-Global的新闻稿时就是这种情况。

“澳伊公司Electriq-Global与荷兰公司Eleqtechave达成协议，将在荷兰推出Electriq-Globals水性燃料技术。他们计划共同启动Electriq-Fuels回收厂，并为卡车，驳船和移动发电机引入eMobility应用。

Electriq-Fuel由60％的水组成，是零排放能源的革新者。创新的燃料是电池和压缩氢的经济高效替代品。与锂离子电池或压缩氢等绿色能源存储解决方案相比，Electriq-Global以更低的成本实现了更大的范围。该技术的能量密度潜力是目前电动汽车中使用的电池的15倍。”

当声称暗示用水被用作燃料时，它总是会增加我的怀疑态度。但是，我回复了这个特殊的新闻稿，并告诉他们在对新闻稿采取行动之前，我需要其他信息：

“我需要知道他们可能不愿意放弃的一些细节。例如，水本身不能成为燃料。它是燃烧产物。将其转化为燃料的唯一方法是在某处添加能量。我可以把水煮沸，然后变成蒸汽。我可以电解水来制氢。我可以添加一些会与水反应生成氢的物质（如钠金属）。但是这些步骤中的每一个都涉及到向系统中添加能量。”

这就是看似依靠水作为燃料的任何这些系统的难处。水不能成为燃料，就像二氧化碳不能成为燃料一样。这些是燃烧产物。它们既可以转化为燃料，也可以转化为能量载体，但这需要额外的能量输入。（就水力发电而言，自然增加了这些能量输入）。而且热力学定律要求，用于创建燃料的能量输入将始终大于您使用该燃料时获得的能量。

例如，我可以通过使水通过氢来产生氢。然后，我可以燃烧该氢气作为能量，但是它总是小于我在生产氢气中消耗的能量。

例如，可能需要四个英国热量单位（BTU）的电能才能从水中产生三个BTU的氢气。在某些情况下，这在经济上是合理的，但您需要确保所使用的四个初始BTU不能用于为最终应用程序供电。通常，使用四个BTU的电能为车辆提供动力比将其转换为三个BTU的氢为车辆提供动力更为有效。

我确实收到了答复，但这只是一个新闻发布会，它涉及了更多细节。新闻发布会确实承认水与催化剂“反应”以产生氢气。催化剂作为一种无纺布，可以提高化学反应的速度，而不会在反应中被消耗掉。如果该物质实际上与水反应，则它不是催化剂，而是反应物。

例如，正如我在答复中提到的那样，金属钠与水剧烈反应形成氢氧化钠（NaOH）和氢（H2）。反应放出能量如此迅速，以至氢会爆炸。在此过程中，金属钠转化为钠离子。因此，钠是反应物而不是催化剂。此外，将钠离子转化回钠金属是高能量消耗的。

我不知道事实，Electriq-Fuel就是这种情况，但新闻材料包确实说“催化剂”是一种盐化学物质，他们称之为BH4。我怀疑它是金属氢化物（如氢化钠，NaH）。这类化合物在与水反应时会产生氢，但它们本身会消耗大量能量。

因此，在这样的系统上行驶的汽车可能声称是零碳排放汽车，但是那些排放确实发生在产生盐的地方。就像运行在燃煤动力上的电动汽车释放零排放一样，但是也有与电力生产相关的排放。

从宣传资料中可以很清楚地看到，该宣传资料说：“当我们使用可再生能源回收燃料时，我们的技术足迹为零。我们消耗由其他化学过程（例如：氯气或钢铁生产）产生的低纯度工业氢气。”

从理论上讲，这很可能是正确的，但是太多的技术调用了可再生能源的魔杖来实现零排放。我们真正想知道的是产生足够的盐以推动车辆X英里所需的实际能量输入。这样，我们可以将该技术与内燃机或电动汽车的能源效率进行比较。

此外，根据我的经验，“低纯度工业氢气”通常在现场用作燃料，而不是在其他地方运输给最终用户。用户没有足够的此类氢。

总之，我绝不打算抹黑或贬低Electriq-Fuel技术。正如我在对他们的答复中提到的那样，在确定是否将其视为“改变游戏规则”之前，我需要更多详细信息。我的目的是帮助读者理解在评估此类主张时应该提出的问题。

罗伯特·拉皮尔（Robert Rapier）