簡介
水變油技術是一個備受爭議的技術名稱,同時也是一種並不科學的講法,多數情況下只是坊間俚語的一種稱謂。
有人說:”以前被打為偽科學,騙子的水變油項目,現在是到了平反的時候了。“妄圖借用模糊的詞句為王洪成等騙子翻案。事實上,這些人所說的”水變油“並不是”變“,例如生物培養法(見相關信息其一),無非就是在水中培育藻類作物,如果這也能算”水變油“,那珍珠貝養殖戶都是“水變珍珠”的神人了。王洪成的水變油技術是將四分之三水與四分之一油混合在一起,加入特製的試劑,然後就能全部轉化為油,但這是不可能的,化學變化的最基本粒子是原子,原子在化學反應中不可再分割,然而沒有哪種試劑能使水中的氧轉化為碳,所以王洪成的水變油技術是一個騙局。
謬誤分析
水的化學成分是HO,即水含有氫、氧元素。”油“通常是指”在常溫下為液體的憎水性物質的總稱。由一種或多種液態的碳氫化合物組成。“ 因此油至少要含有碳、氫元素。根據化學元素守恆定律 ,單純依靠由只含有H、O元素的水來得到至少含有C、H元素的油是不可行的。但如果有C元素的物質參與,如二氧化碳(CO)等,則在水與含碳化合物以及某種條件(如光照、高溫等)的共同作用下,產生有機化合物則是可能的(見相關信息其二)。
元素轉換是可以實現的,不過需要的能量及時間都不可估計,這些能量用在水變油上沒有任何意義,不如直接利用。
相關信息
相關技術:生物培養法製取可燃燃料技術
這種技術就是我們通常所說的“水變油技術”。其原理是:通過在水中有目的的養殖藻類作物,利用藻類的光合作用獲得碳氫化合物或者碳氫氧化合物,然後通過其他方法製取相應的可燃燃料。
藻類作物產品主要有兩種途徑用以製取可燃燃料。方法一是從經過處理的藻類產品中提煉中間產品,繼而通過化學合成的方法製取合成汽油。方法二是對藻類產品進行發酵,提煉後直接獲得醇類燃料產品——如甲醇、乙醇等產品。方法一和方法二也可以結合使用。
由於藻類作物生長時需要消耗大量的氮磷等元素,因此該技術尤其適合與城市污水廠整合,用於處理生活污水,如能控制好成本問題,將擁有良好的發展前景。
相關技術
最新一期《自然》雜誌報導了美國賓夕法尼亞州立大學教授克雷格.格蘭姆斯的“水變油”實驗:賓夕法尼亞大學操場內,上演了一幕讓人瞠目結舌的奇蹟。研究者將二氧化碳和水蒸氣裝入一種納米試管中,在光的作用下,開始發生化學反應,轉化成俗稱“天然氣”的甲烷。近日,格蘭姆斯接受了《外灘畫報》 的採訪。
文/ 周一妍 圖片提供/ 克雷格.格蘭姆斯
影視作品
1996 年,美國上映了一部名叫《連鎖反應》的科幻影片,別名:連鎖反擊, 導演安德魯.戴維斯,說的是芝加哥大學的一群科學家,搞出了一種全新的能源技術,這種技術能夠從水裡提取出無窮無盡廉價而又環保的燃料。結果,當負責這個項目的科學家,打算向外發布新聞時,一群蒙面殺手從天而降,炸毀了整個實驗室,“水變油”技術灰飛煙滅。
13 年後,原本只會在科幻片中出現的“水變油”技術變成現實,他的發明者同樣是美國高校的一群科學家。賓夕法尼亞州立大學材料工程學教授克雷格.格蘭姆斯和他在賓夕法尼亞州立大學的同事們一起在學校的草地內,用二氧化鈦納米管(大約135 納米寬,0.1 毫米長)去催化水蒸氣和二氧化碳,結果喜出望外地得到想要的結果——碳氫化物。
“這是一個相當艱難的項目,我們為此研究超過一年半,而且是在完全沒有先例參考的情況下完成的。” 格蘭姆斯告訴記者,儘管在他之前,已經有科學家提出了用二氧化鈦納米顆粒催化反應,但由於催化效果不明顯,科學家普遍認為這一研究沒有任何價值。對此,格蘭姆斯卻提出不同觀點。經過無數次的失敗嘗試,他發現當水蒸氣和二氧化碳通過二氧化鈦納米管,同時引入氮氣,另外在納米管的表面負載了銅和鉑的納米顆粒,生成碳氫化學物的速度比以前快了20 倍左右。
“蚊型”團隊的大成果
格蘭姆斯教授帶領的研究團共有12 人,“水變油”項目只是整個研究項目中的一小部分,只有4 人參與,和一般隊伍龐大的科研團隊相比,只能算一個“蚊型”團隊。“我主管項目研發,研究員Oomman Varghese 負責研發,他的助手研究生Thomas LaTempa,最後一個成員是擅長納米管研究的MaggiePaulose。”
在開始“水變油”研究項目前,格蘭姆斯發明了一種名叫“利用可見光分解水”的新技術,這為“水變油”提供了基礎的技術保障。2007 年7 月,格蘭姆斯在《納米快報》(Nano LettersJournal) 上發文稱,由自動排列、垂直定向的鈦鐵氧化物納米管陣列組成的薄膜,可在太陽光的照射下將水分解為氫氣和氧氣。
2008 年夏天,格蘭姆斯在賓夕法尼亞州立大學進行實驗。首先,他向鋼管內通入二氧化碳和水蒸氣,用納米管薄膜覆蓋住儀器的後部,然後在容器頂部安裝石英窗戶使陽光進入。隨後,把這個封閉的儀器在天氣好的時候放置在室外的校園內。“當陽光照射在納米管上時,納米管釋放出高能量的載荷子,使得水分子分解為氫氧自由基和氫離子,二氧化碳分解為氧、一氧化碳後,就反應生成了甲烷和水。”
“每克二氧化鈦納米管,大約每小時生成160 毫升碳氫化學物。這個反應速率至少要快於先前在紫外線下得到的結果20 倍。”,格蘭姆斯指出,在整個反應後期,銅和鉑催化作用明顯,但由於鉑的價格昂貴,如何減少鉑含量而使得催化效果不變,仍值得研究。
“還不具備拯救人類的能力”
在《鏈式反應》中,殺手“香農博士”這樣說:搞出“水變油”技術當然是好事,但當今社會的能源支柱是石油!如果“水變油”技術向外公布,所有的石油產業將會在一夜之間倒閉!美國的股市會在第二天崩盤!金融體系將會癱瘓!整個社會就會陷於騷亂!所以說,“水變油”技術必須被雪藏,等到石油耗竭時,才可以問世。
當記者問及格蘭姆斯是否擔心“水變油”技術對於能源行業的顛覆性影響,他的回答卻頗為謹慎,他承認目前催化劑的效率仍然很低,“目前為止,我們還不具備拯救人類的能力”。
然而,格蘭姆斯對未來的研究持樂觀態度。他向記者講述了他未來的三步計畫:第一步是給納米管安裝感應器,讓它更好地起到光導作用;再者,通過在納米管的表面更平均地沉澱銅納米顆粒;第三,使用實惠的太陽能光電板,這樣一來,可以更長時間給薄膜照明。“結合其他一些改進,轉化速率還能成倍提高。”
格蘭姆斯還指出,“水變油”技術順帶提供給二氧化碳一個絕佳的處理方式。“我相信如果有一個集中的二氧化碳來源,就像煤電廠一樣,這個生產工藝就能得到工業套用。”
瑞士洛桑聯邦理工學校的物理化學家Michael Gr tzel 稱這個結果是基礎性的研究,它表明納米管通過變化試驗,能讓“水變油”具備更高的轉化效率。科羅拉多州葛爾登市的國家可再生能源實驗室的電子化學家約翰。特納也表示,這是很好的工作,很有科學性。但他指出,處理二氧化碳,或許還有更好的方法。現在已有人通過工業生產,把二氧化碳變為合成氣,而且可以在同一個生產過程中把合成氣轉化為液態碳氫化合物,而格蘭姆斯的實驗則需要依靠太陽光提供轉換條件,這樣一來,二氧化碳轉換為碳氫化合物,就變成了間斷性生產過程。