砖头当作电池，充电可达10000次，科学家我又看上菠菜啦

　　作者/吴一千
　　对于电动汽车，大家从小就接触过，小时候玩的赛车，装上5号电池就能跑很长时间，假如把这样的赛车放大，用来取代如今的汽油车，这就是如今的电动汽车。
　　随之放大的还有技术难题，其中最核心的问题就是电池的续航能力以及充放电问题，电动汽车的能源就是电池，只有续航能力强，充电次数短，才有可能逐步取代汽油车。
　　不过现在的电动汽车已经基本解决了这些问题，比如某拉牌车光依靠锂电池就能达到500公里续航，充电几个小时就能充饱80%。
　　如果要求充电更快，还可以选择燃料电池。比如氢燃料电池，只需要几分钟就能补充燃料，充电速度秒杀所有锂电池汽车。
　　但氢燃料电池目前技术不成熟，在电池维护、原料存储以及电化学反应中催化剂的制取方面，都存在未解决的问题。
　　科学家的奇思妙想是无穷的，继充电可达10000次的砖头电池之后，科学家又打起了菠菜的主意，菠菜怎么跟电池扯上关系了呢？这具体是怎么回事？我们好好看一下。氢燃料电池是怎样工作的？
　　简单地说，氢燃料电池的工作原理就是水的逆电解化过程。大家都知道，水经过电解后，会生成氢气和氧气。
　　所谓的逆电解化过程就是将氢气和氧气通过某种反应，重新组合成水。空气中含氧量大约21%，因此空气中的氧气就足够了，我们只需要准备好氢气，充入燃料电池，就能获得充足的电力了。
　　质子交换膜只能质子可以通过，其他粒子不能通过。因此氢气产生的负电荷就会通过上方电路，形成电流，最终氢离子、氧气、电子会生成水。
　　要把氢气氧气在常温下进行反应，还需要一种铂基催化剂。催化剂可以加速化学反应，但自身并不参与进去。
　　比如上图中，左边的方糖无催化剂，在加热时只会融化成焦糖。而右边的方糖放了催化剂后，加热时就会燃烧。所以放不放催化剂会直接关系到反应能否发生。菠菜起到了什么作用？
　　在氢燃料电池中，铂基催化剂是极为重要的。铂基催化剂的生产需要消耗铂金。铂金因为稀少，而且开采和制备困难，所以价格昂贵，有时会超过金价。
　　但是价格昂贵不是事儿，因为反应所需的铂基催化剂极少，一平方米消耗大约5g，成本低于1000块钱，而且可以回收。
　　铂基催化剂的缺点是容易中毒，化学中的中毒并非指人体中毒，而是反应物中毒，比如遇到空气中常见的硫化物，一氧化碳等物质。中毒后的反应物就没法完全参加化学反应了，这也被称作失活，失活好比累坏了的猫一样，什么都不能做了。失活后需要其他化学反应令其恢复＂活力＂。
　　美利坚大学化学系的一个研究小组提出了使用菠菜代替铂基催化剂的方法。当然不是直接使用，而是先粉末化菠菜，再加入三聚氰胺作为氮促进剂，然后添加氯化钠和氯化钾，在900度左右高温下多次热分解，进而形成催化剂。
　　这种方法并非完美无缺，在反应环境偏碱性时，菠菜制得的催化剂比铂基催化剂效率更高，当反应环境偏酸性时，菠菜制得的催化剂就不占优势了，所以还需要对细节进行改善。为啥要费心费力用电池驱动车辆？
　　传统的汽油车使用汽油作为燃料，汽油源于石油，而石油是一种不可再生资源，因为石油是远古动物经过上亿年复杂的地质作用后形成的产物，如果再次生成很多石油，人类一时半会儿也等不了。所以短时间内越用越少。
　　考虑到子孙后代的事情，我们需要节约一点。此外，汽油燃烧后会产生很多有毒有害气体，每一种对人类生存的环境都会造成巨大伤害。比如二氧化碳会加剧温室效应，二氧化硫会恶化空气质量，甚至在集聚到一定浓度时，会导致天上下＂酸雨＂。相比，燃料电池的产物是水。
　　根据英国空气洁净和环境保护协会一份报告指出，英国每年死于空气污染的人数是交通事故遇难者的3倍。如何取代汽油车，又能满足没有污染的要求呢？目前太阳能车成本高、电池板重，远远达不到商业化目标，可控核聚变又没有完全实现，因此锂电池和燃料电池是最佳选择。
　　总结一下，菠菜作为常见的蔬菜，竟然在氢燃料电池中发挥作用。而其他植物和物种或许也有这样神奇的能力，只是人类目前科技水平无法开发而已，因此不要随意灭绝植物和动物，因为这都是大自然赐予人类的宝库。