科学解密：水分子组成与破解

汽车依靠燃烧所释放的能量驱动，于是人们开始将目光投向承载能量的水。将水当作燃料，就意味着要添加足以打破这个分子结构的能量，然后利用氢和氧反应产生新分子，并且该反应产生的能量要比打破水分子所消耗的能量多。目前人们利用电流可以将水分子分解为氢和氧，这个过程叫电解，国际空间站就使用这个方法制造氧气。然而，用这种方法给汽车供能显然是不切实际的，甚至还不如直接发展电能驱动的汽车。

化学与能源

打破化学键需要消耗能量，而组成化学键会释放能量。能量的多少取决于化学键的种类。组成和打破水分子涉及的化学键如表所示。能量以千焦/摩尔表示。一摩尔约6×1023个原子或分子。对于一个产生能量的反应来说，组成键所产生的能量必须要比破坏键所消耗的能量多。

组成水分子的化学等式是：2H2+O2→2H2O

这意味着打破氢原子和氧原子之间的键所需的能量是：

2×H-H+O-O　2×432kJ+494kJ=864KJ+494KJ=1358kJ

氢原子和氧原子之间的键组成水释放的能量是：(www.xing528.com)

2×2×H-O=4×HO　　　　　　4×460kJ=1840kJ

这就有了净增能量1840KJ-1358KJ=482kJ

如果我们想将水作为燃料，就需要提供足够的能量打破水分子结构（2个H-O键，每个是460KJ，所以2×460KJ=920KJ/摩尔），并找到一个用氢和氧组成键的反应，从而产生更多的能量。

绿色和清洁？

燃料燃烧的程度取决于燃料的纯度，并且要让燃料与空气充分混合——需要有足够的氧气将所有的碳和氢转化为水和二氧化碳。当燃料燃烧不完全时，就会产生碳黑粒子，并会作为烟尘随着废气一起排出。大气中25%的烟尘都来自燃烧柴油燃料——它不能算是一种清洁燃料，因为纯度达不到。