空気の熱エネルギーで水を分解できる？

質問

水から電気を取り出すジェネパックスの「ウォーターエネルギーシステム」。
既に偽科学の烙印を押されているようです。
H2Oを分解するエネルギーが何処から来るのかが問題のようですが、それに空気の熱エネルギーを利用することは、理論的に不可能なのでしょうか。
何となく熱力学第二法則に反しそうな気はしますが、どうなのでしょう。

回答No.4

c80s3xxx · ベストアンサー

触媒にできることは反応の速度を速くすることだけです．
常温では，水から水素と酸素に分解することはエネルギーを要求する過程ですから，いかなる触媒をもってしてもこの反応をおこすことはできません．
その分のエネルギーを熱で与えることは可能で，ただし，分解可能な最低温度では反応速度的に分解が非常に遅いかもしれず，そういう意味では理論的な最低温度よりもさらに高い温度をかける必要があります．
ただ，この余分にかける温度は低いに超したことはない，そのときには触媒を用いることで「余分」を減らすことができる可能性はあります．

お礼

分かりやすい解説ありがとうございます。
触媒の効果を勘違いしていました。
やはり常温では分解できないんですね。
偽物だと思いつつも、かすかに期待していたのですが、やはり世の中そんなに甘くないですね。

回答No.3

toboke

H2Oと、H2＋O2の混合ガスを熱力学的に考えると、後者の方がエントロピーが大きいため、高温になると水が分解することになります。熱力学ですので、熱量よりも反応温度が問題になります。

２H2＋O2＝２H2O
デルタG＝－493000＋110T
という値を見つけましたが、温度が4500Kを越えるとエントロピー項が効いて水が分解するということになるようです。

これでは温度が高すぎて使い物にならないので、No.1さんの回答のように、ハロゲンやイオウなどとの反応を利用し何段階もの反応を起こさせて1000℃未満で分解させる方法が、何通りも提案されているようです。
しかし、それぞれの反応での生成物の分離や高温による腐食の問題があるのでしょうか、実用化しているという話は聞いたことはないです。

お礼

回答ありがとうございます。
H2＋O2の方がエントロピーが大きいとは驚きです。エントロピーについてあまり理解できていないのですが、H2Oは安定しているのでエントロピーが大きいイメージがありました。

Gというのはギブスの自由エネルギーですよね。昔習った記憶はありますが、全く理解できていません。もう一度勉強してみます。

＃２のお礼にも書きましたが、触媒によって分解の温度を室温まで下げることは不可能なのでしょうか。何か分かることがありましたら教えてください。

回答No.2

c80s3xxx

まず，水の分解に必要なエネルギーを熱で与えるためには，何らかの形で熱エネルギーを集める必要があります．空気は温度は低くても大量にあるので，エネルギー総量は稼げるかもしれません．そのような装置は可能で，「ヒートポンプ」と呼ばれて実際に使われています．．
さて，これによって高温を作りだし，何らかの触媒を併用することで，それほど高くない(つまり，ヒートポンプで作り出せる程度の温度で)水を分解して水素を取り出したとしましょう．その水素を再燃焼させることで燃料電池の仕掛けで電気エネルギーを作り出していると．
しかし現実のヒートポンプは，力学的仕事を外から加えることが必要です．それによってポンプを運転し，熱を低温側から高温側に持ってくるわけです．このエネルギーを燃料電池から持ってくることは可能でしょう．しかしロスがなければ，ポンプの運転に必要な仕事と，燃料電池から取り出せる仕事は同じになるはずで，結局このシステムからは外に仕事は取り出せないはずです．って，つまり，熱的永久機関を否定する熱力学第2法則そのものですか．
そういう機械的なものも，デモ装置にはないようでしたしね．
ふたをして動作をさせるというのが，すでにもうありえないでしょう．

ま，個人的見解ですが，よく言えばはったり，悪くいえば詐欺同然に思えますね．疑似科学や偽科学でさえないです．

お礼

回答ありがとうございます。

＞ロスがなければ，ポンプの運転に必要な仕事と，燃料電池から取り出せる仕事は同じ
ここがよく分かりません。ヒートポンプに必要なエネルギー以上のエネルギーを空気から吸収できるでは？と思ってしまいます。
極論ですが、常温で水を分解できる触媒があれば、ヒートポンプは不要ですよね。
でもそうすると、
「空気中の熱エネルギー」⇒「H2,O2の化学的なエネルギー」⇒「仕事」⇒「空気中の熱エネルギー」
となって、やはり永久機関のようになってしまいます。
ということは、室温で水を分解することは理論的に不可能ということになるのでしょうか？
そもそも、同一温度で触媒の有無のみで反応の方向を変えることはできない？

なんだか質問ばかりになってしまいましたが、何か分かる方がいらっしゃれば教えてください。

ちなみに、私もあれは嘘だと思ってます。
危険だからふたをするって、じゃあ透明なふたを用意しとけよって感じですね。

回答No.1

tak0san

H20を熱分解するには1000度程度の熱が必要のようです。
http://jstore.jst.go.jp/cgi-bin/patent/advanced/detail.cgi?pat_id=9261

なので通常の室温程度では無理でしょう。

お礼

回答ありがとうございます。
1000度で分解できる技術があるんですね。
もっと高温かと思っていたので驚きました。
でもやはり室温では無理ですよねぇ。