如果找到一种催化剂，以很低的成本把水分解成氧气和氢气，人类是不是就摆脱了能源问题？
水分解成氧气和氢气，然后氢气跟氧气燃烧，又生成了氧气，这看似一个一劳永逸摆脱了能源问题的过程，然而这是不可能实现的。
即使操作过程中能够达到100%效率，那么你从燃烧氢气中获得的能量也就会和分解水所需的能量完全相同，这是热力学第一定律的结果。催化剂不会改变这个基本过程，催化剂所做的只是降低活化能，从而加速在热力学上有利的反应。在每个反应中，使反应发生所需要的能量输入与反反应的能量输出完全相同，反之亦然。
所以，无论你的催化剂怎样，成本多低，按照化学反应的热力学定律要求，必须给水添加足够的能量，才能把它分解成氢气和氧气，标准状态下所需的总能量输入为286kJ/mol（确切地说是285.83kJ/mol），催化剂不能降低所需的能量。而事实上操作过程中，它们需要你消耗更多的能量。比如说，如果电解制氢然后燃烧用于家庭取暖，最终产生的热能仅为开始时电能的62%，因此水不能成为能量的来源。
如果某种催化剂分解水真的能够降低所需要的能量投入，那么我们目前的热动力学定律就必须重写，而且在这种情况下，你就可以建造一台永动机了。
当然，现在有许多科学家在研究开发将水分解成氢和氧的催化剂，但这些研究的最终目的都只是把氢气作为能源载体，而不是把水作为能源来源，即把剩余用不完的电力用于电解水把能源以氢气的形式储存起来，如下图。
文章来源：网络整理
- 发表于 2022-01-13 16:34
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