书城科普探索神秘的科学未知(科普知识大博览)
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第30章 水中能取火吗

地球上的矿物燃料随着大量开采,不论是石油、煤,还是天然气都在逐年减少,所以,能源专家对此忧心忡忡。而物理学家、化学家们却告诉他们不必担心,开发新的能源,可以克服这个困难。

水中取火就是新能源之一。什么是水中取火?就是水中提取氧氢是一种非常理想的能源,氢燃烧之后只产生水,不会污染空气,同时它的热值很高,比煤、石油、天然气还要高。

水,它的化学分子式为H2O,由两个氢原子与一个氧原子化合而成。氢,可以燃烧。

世界上有这么多水,其所含的氢,是一个大得不得了的数。化学知识告诉我们,在燃烧过程中,每两个氢原子和一个氧原子化合,生成一个水分子,同时释放出大量的热。

在通常情况下,水是很稳定的,不会轻易分解。但如果我们用电解的方法,就可以使水分解,生成氢气和氧气。这时,氧气就成为燃料。氧气又可以用来助燃。

氢气,作为一种能源,它有许多优点:燃烧释放的热是汽油的3倍;它又特别轻,把它压缩成液态,携带、运输都很方便,是航天航空等高速飞行器的理想燃料。加上它不会污染环境,所以受到各国政府的重视。开发氢能,也成了一次前沿高科技。

据报道,现在世界上每年生产约3000万吨氢气。其中大部分都是从石油、煤炭和天然气中制取的。石油、煤、天然气本来就是燃料,再从它们制取氢,似乎有点不太值得。但这是无可奈何的办法,航天航空事业的需要,现在又没有找到更好的办法,只好这样做了。

科学家一直在考虑以水制氢的方法。通常用的是电解水方法。在水中通上直流电,就能轻而易举地把水分解为氢气和氧气。但这种办法需要消耗大量的电能,在电力成本还比较高的今天,是不合算的。于是,科学家又想到利用太阳能。

太阳是一个用之不竭的能源库,它无时不在辐射光和热,它每秒钟射到地面上的能量相当于80万亿千瓦,这比全世界的发电总量还要大几万倍。如果能做到让太阳能制氢岂不是最好的方法。太阳照射到水面上,的确可以把水蒸发掉,但跑掉的是水分子,而不是氢气和氧气。也就是在正常情况下,要使太阳能使水分解,关键要找到一种催化剂。

可是这种催化剂至今未找到。一旦发明了该催化剂,水就可以变成燃料。这与那种"水变油"的所谓新技术是两回事。"水变油"是骗术、是伪科学。而我们说的催化剂是一种符合科学的预测。既然水可以分解成氢气和氧气,作为一种化学反应,按理应该也可以找到催化这一化学过程的催化剂。虽然,20世纪没有发现,但在21世纪人们有理由相信这种发现是可能的。到了那时候,汽车真的不用加油,而是加水就行了,再加上催化剂,在太阳光能的作用下,使水变成氢气和氧气。

同样,生物学家也发现一些微生物也能在太阳光的照耀下制取氢。利用微生物和水生产氢气,看来在下一世纪肯定会有大的发展。这比用电水解制氢要便宜得多。日本科学家发现一种叫"红极毛杆菌"的细菌,是制氢能手。如果再通过基因工程办法,使红极毛杆菌的制氢本领再大一些,很可能,它就是21世纪的制氢大户了。