前几天“水氢发动机”（我知道这个热点跟的有点晚了）的新闻铺天盖地：有一个公司造出一台【水氢发动机】，只要加水就能让车跑起来。
这种发动机到底是什么黑科技？有没有可能造出来？它的原理又到底是什么呢？
普通发动机的动力来源于汽油燃烧提供的能源；水氢发动机的动力来源于氢气燃烧提供的能源。实际上，氢气燃烧效率要比汽油高出不少。
2H₂+O₂=2H₂O（点燃）
在完全燃烧前提下，1g氢气能释放约140千焦热量，相当于3g汽油燃烧释放的热量。所以，如果能用氢气替代汽油发动汽车，在不考虑其它因素情况下，肯定是更加清洁和高效的。
但是，氢气在标准大气压和常温下是气体，储存是个很大的问题。而且汽车体积有限，很难装下大体积的加压设备。那么怎么办呢？新闻里的这家公司想出了一个办法，就是用水来制取氢气，让车“加水就能跑”！
一般用水来制取氢气有三种方式：
电解水
其实就是很简单的电解水实验：给水通电，正极处会生成氧气，负极处会生成氢气，然后用排水法来收集生成气体即可。
实验基本原理很简单：
H₂O=H⁺+OH⁻（通电）
给水通电之后，会电离出氢离子和氢氧根离子。氢离子带正电荷，氢氧根带负电荷，两种离子受电源正负极电子吸引，就会分别往正负极聚集，从而生成氢气和氧气。
2H⁺+2e⁻=H₂（氢离子加上电子形成氢原子，氢原子结合形成氢气）
4OH⁻=2H₂O+O₂+4e⁻（氢氧根离子释放电子，生成水和氧气）
最终的反应方程式就是：2H₂O=2H₂↑+O₂↑（通电）
所以，用电解方式来从水中制取氢气，再用制取的氢气来发动汽车是完全可行的，并没有什么技术难点。但是实际上，这种做法显而易见是愚蠢的。因为制取氢气，首先得想好大量的电能。与其用电制取氢气，再用氢气做燃料，那么为什么不用这个电力来直接发动汽车呢？
这种做法显然违反了经济原理：
生成1千克氢气，需要耗费约100度电，价格是60元；1千克氢气相当于3千克（4升）汽油，价格是28元。这样一对比，在汽油发动机和氢气发动机效率一样的情况下，用电解水生成氢气能源并不合适。
铝
新闻里说，并不是只用水就可以让汽车发动，还需要铝。那么我们就一起看下用铝怎么制取氢气，来给汽车提供能源。
我们知道，铝的化学性质很活泼，与水反应可以生成氢氧化铝与氢气：
2Al+6H₂O=2Al(OH)₃↓+3H₂↑
但是我们平时将铝放进水里，却没有氢气产生，这是为什么呢？因为铝表面有一层氧化膜，需要去掉之后，就可以看到反应现象了（加上氢氧化钠催化后反应更剧烈）。
那我们通过这种方法来制取氢气，为汽车提供能源可以嘛？我们还是先来计算一下成本：
普通铝块15元/千克，每千克氢气需要铝块9千克，费用一共是135元；汽油3千克（4升）费用是28元。这样看来，比电解水性价比更低。更糟糕的是，反应后生成的氢氧化铝沉淀清理起来非常麻烦。
那到底用什么方法来制取氢气更为方便呢？
水煤气
让碳和水在高温情况下发生反应，就可以生成氢气。
C+H₂O=CO↑+H₂↑(高温)
C+2H₂O=CO₂↑+2H₂↑(高温)
这个价格的话，大概是10元/千克，相对而言会比较便宜。
所以，最好的办法就是在工厂里制取氧气，然后储存起来装进汽车。不过氢气的储存需要用特殊设备，普通汽车肯定是不符合要求的。
其实，如果不谈氢气这个问题，我们倒是可以用铝和水来制作一个效率很高的燃料电池：铝空气电池。这种电池工作方式和上述第二种差不多，但是在成本上却要低很多。
在水槽中放入电解质（氢氧化钠水溶液），然后在其中置入两个电极，其中一个电极为铝，另外一个为铁（当然铂等金属也是可以的），最后在中间连接上电路就可以了。
4Al-12e⁻=4Al³⁺
3O₂+6H₂O+12e⁻=12OH⁻
因为两种金属的活泼度不同，中间会产生电流：铝原子释放大量电子，形成铝离子，电子通过电路，产生电流；而在另外一个电极上，氧分子和水分子吸收电子，形成氢氧根离子，最后形成氢氧化铝。
为什么说这种反应效率就高，就划算呢？美国一个公司曾经做了这么一个测试，他们用这种燃料电池发动汽车，可以行驶1600公里。
我们再来算一下帐：这种电池里，一共有50个铝块，每个铝块500克，也就是一共25千克铝。而每千克铝价格为15块钱，所以这个电池大概需要375 块钱。这一个电池能跑1600公里，合一公里0.23元。这价格就非常便宜了。
当然，这种电池并没有用到氢气，而且其是一次性的，用完就要更换，非常麻烦，所以推广起来并不容易。
“水氢发动机”从原理上而言并不难，关键得看性价比。
