对最近炒得沸沸扬扬的河南南阳“车辆加水即可行驶”的问题（其实质是内部装有铝粉还原制取H2），也就是说，从表观上看，该车加水就可以跑，而实质上里面还有铝合金粉，加入的水和铝合金粉反应，获得的H2驱动汽车。媒体报道，都避而不谈里面的铝合金粉的事。5月25日下午，该项目研究团队的技术服务合作者--西安交通大学金属材料强度国家重点实验室江峰教授在他的个人微博上公开发布视频，还原铝合金水解制氢的技术实验，解释了“铝合金粉末 水”制氢的可行性。
今天，就这个敏感问题，泰科钢铁小编采访了北京科技大学国家级冶金物理化学课程负责人郭汉杰教授，请他在百忙之余计算了铝合金粉末制氢用于汽车能源的可能性、能源成本等相关问题，并就未来汽车用能源从经济性、能耗（CO2排放）等方面进行了理论预测，提出了未来汽车能耗的发展方向。
郭汉杰教授是我国著名的冶金物理化学理论专家，他对能源的理论计算具有一定的权威性。郭教授以下4个方面的计算，可以帮助我们对未来汽车能源发展的一些思考，理解汽车能源使用方面一些基本概念。
1）铝合金粉末制氢的可能性
铝合金粉末制氢的化学反应为
当制得的H2压强为101325Pa时，反应的自由能为：
由于反应的自由能远小于零，所以铝粉末制氢在理论上完全可以的，况且将铝粒制备成微小的颗粒，有利于铝粉还原水制氢反应的动力学条件，所以丝毫不怀疑铝粉还原水制氢的可能性。
2）铝粉制氢的成本问题
从反应（1）所得的铝制氢的化学计量关系，可以看出
也就是说，1KG的铝粉理论上可以制取1.1Nm3的H2，同时放出15144.6KJ的热量，将该热量可以折合为0.51Kg标煤。而今天（2019年5月25日）国际市场铝金属的挂牌价为14290元/吨，1Kg金属铝的价格为14.29元（不包括制粉的成本），0.51Kg标煤的价格按照0.51元人民币计，1Kg金属铝粉还原水制取1.1Nm3的H2的成本至少需要13.78元；但电解水制氢，理论上将H2O电解为H2和O2，在298K的温度下，耗能为237.25KJ，制取1molH2，的耗电为：
可以得到，制取1Nm3H2理论电耗为：
0.06×44.64=2.67KWH
目前电解制氢的效率为50%左右,所以电解制取1Nm3H2的电耗为5KWH/Nm3H2。若1度电0.5元，电解制取1.1Nm3H2仅用5.5KWH的电，5.5元左右；比较铝粉制取同样1.1Nm3H2的13.78元还是非常的低的。
3）铝粉还原水制氢与电解法制氢的能耗对比
就能源消耗来说，金属铝目前都是通过电解的方法得到的，电解制取1Kg金属铝的电耗为13KWH，但非要用其还原水制氢的话，只能制取1.1Nm3H2，如果扣除其放出的0.51Kg的标煤（发电1.27KWH），铝粉还原水制1.1Nm3H2的电耗为11.73KWH；
但电解法制取同样的氢1.1Nm3H2只需要5.5KWH的电。
所以问题就来了，电解制铝，铝再还原水制氢，与电解水直接制氢，折腾了一大圈能耗增加了一倍还要多，不知道为了什么？
4）对于汽车所用能源问题的思考
未来的汽车到底用什么能源最好？这需要从CO2排放、经济性多方面考虑。我们从两方面分别进行理论上的计算。
（1）从CO2排放看，都以汽车跑100KM计算：
汽油：8升（7464Kcal/升），消耗8.53Kg标煤/100Km；
电：20KWH，若0.4KgCe/KWH发电指标计，8Kg标煤/100Km；
电解H2：H2的热值为2584Kcal/Nm3，从热值计算1升汽油（注：汽油的热值为7464Kcal）相当与2.88Nm3H2，汽车跑100KM的能耗同样以耗8升油的热值计算，需要2.88×8=23Nm3H2，要电解得到这些氢，耗电为23×5=115KWH，而发出这些电（注：发电的能耗按0.4Kg标煤/KWH计算）的能耗为
115×0.4=46Kg标煤/100Km
铝粉还原制H2：汽车跑100Km，以8升汽油的热值计算需要23Nm3H2，若要用铝粉还原制取，需要消耗金属铝20.9Kg，而获取这些铝所需要的能耗为
20.9×13×0.4=108.7Kg标煤/100Km
扣除1Kg金属铝还原水制氢时放出的0.51Kg标煤的热量，铝粉还原水制的氢让汽车跑100Km的能耗为
108.7-10.65=98Kg标煤/100Km
综上所述，可以看出，就能耗（或CO2的最低排放）来说，最低排放的是电动车，其次是汽油车，电解制氢用于驱动汽车的CO2排放是电动车5.75倍；铝粉制氢驱动汽车的CO2排放是电动车的12倍。
（2）从经济性看，同样以汽车跑100Km计算
汽油：8升，以6.9元/升计，为55.2元/100Km；
电：20KWH，以0.6元/KWH计，为12元/100Km；
电解H2：制取23Nm3H2需要115KWH的电，不计制取过程的其他费用，但就电耗而言，需要69元/100Km；
当制氢的电费为0.5元时，57.5元/100Km，就经济性来说，可以和汽油持平。
铝粉还原制H2：制取23Nm3H2需要消耗金属铝20.9Kg，将其放热0.51Kg标煤/KgAl扣除，以金属铝14.29元/Kg，1Kg标煤1000元计，不计制取铝粉的其他费用，汽车跑100Km，需要
（20.9-0.51）×14.29=291元/100Km。
到此为止，未来驱动汽车的能源从能耗（CO2排放）和经济性两方面计算，以跑100Km同等里程的综合评价的结论为：
1）就能耗（或CO2排放）看，最低排放是电动车8Kg标煤/100Km，其次是汽油车8.53Kg标煤/100Km，再其次是电解制氢46Kg标煤/100Km，能耗最高的是铝粉还原制H2，98Kg标煤/100Km。
2）就经济性来看，最为经济的是电动车12元/100Km，其次为汽油车55.2元/100Km，再其次为电解H2驱动的汽车，为69元/100Km，几乎可以与汽油车的价格持平，最高的是铝粉还原制H2，291元/100Km。
也就是说，不管从能耗水平和经济性来说，就现在和未来，铝粉还原水制H2作为驱动汽车的能源都与电驱动、甚至目前的汽油能源都有相当大的差距。
炒作汽车加水就可以跑，隐瞒了汽车跑100Km里程还需要加20.9Kg铝合金粉的问题，而目前的加汽油的汽车只要加8升油，也就是不到8Kg油就够了！
来源：北京科技大学郭汉杰教授，泰科钢铁整理编辑
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