水燃料发动机的原理与架构

我在《火究竟是什么？》一文中，提出开发水燃料发动机和发电机，认为关键在于如何拆解水中的氧与氢，提出了用氢火、微波、激光和电弧等方式拆解水，并认为爆炸、撞击和电流也能拆解水。现在补充和强调一点，可尝试用高压电分解水，不管是交流高压还是直流高压，在高压电两极之间电解水，或让高压电产生电弧分解水，本文重点谈一下电弧分解水，低压电弧不行就高压电弧。

电弧的概念书本解释得不是很清楚，在这里重新给一个定义：电弧是电流击穿空气，从一极跳到另一极，在两极之间形成电流并产生闪光或火花。简单说，电弧是空气中的电流。当两极靠近时或电压增大时就能产生电弧，可以持续放电，不断跳火。电流为什么能击穿空气呢？主要是空气中含有水，一旦电流拆解水的一个或多个电子时，这些电子就成为自由电子，形成“接力运动”，水分子不断处于失去电子和捕获电子的状态。

接力运动是电学新概念，由我在书中和文章中率先提出。我认为，电流是自由电子在分子之间的接力运动。一端分子的电子被推了出去，冲击前方的电子，把前方分子的电子斥离为自由电子，实际上是把对方拱出去，自己接替补位，打个比方，有十个铜分子排成一行，在电线两端施加电压后，即发电机送来大量自由电子，用电设备需要大量自由电子，这一推一拉就形成了电压。这样自由电子就会推第一个铜分子，铜分子就会有一个电子被推出去，再有一个自由电子进来补位，被推出去的电子做一个动作：冲击和占位，从第一个铜分子到最后一个铜分子都是这样，看起来就像自由电子在铜分子的接力下运动。也就是说，电子不是从电线这头流到那头，铜分子外围电子这么多，形成的阻力这么大，自由电子不可能流过去。而是在电线这头撞击一下，电线那头就飞出一个电子。就像桌上摆一串十个桌球，撞击第一个桌球，第十个桌球就弹了出去。

从整条导线看来，就是每个分子不断失去一个电子，又不断获得一个电子，就像人人抱着电子向前方传递一样，这样电路就通了，电流就形成了。假如用电设备“不接货”，也就是断开线路，电流是流不过去的，额定电压推不动前方的电子。就像水龙头关闭了，整条水管就不通了。实际传递的是多个电子，电子越多电流越大。很有可能，电压越高，电流速度越快，比光速还快也是有可能的。

从上文电弧的定义来看，闪电也是电弧，把天地两极接通了。云端云集的是电子，地面云集的是正离子，异性相吸，越积越多，当两种电荷数量积累到一定程度时，也就是电压升高到一定程度时，电流也就击穿空气，从云端流到地面。但有一个前提，空气中的湿度升高，把空气变成导体或半导体。水分子扮演了传递电子的角色，把自由电子接过来传下去，电流才能形成。这意味着自由电子冲击水分子的电子，释放出光子和红外粒子等，冲击和升温导致水分子膨胀和解体，释放出更多能量，导致空气膨胀或说爆炸，发出震耳欲聋的声音。

在高电压和水分子接力的双重作用下，天地之间的电路就形成了，显示出来的是一道光通路。为什么会有闪光？一是水分子受到冲击和拆解，即电子、氢离子与氧离子高速冲向四方，与周围的分子发生碰撞，也就是电子碰撞电子释放出光子，像白炽灯发出的光。二是被拆解的氢发生燃烧，即被拆解的氢与氧捕获电子重新组合，再度形成水，氢燃烧发出的是蓝光。

闪电形成的电弧比较直观，人人都见过，比较好理解。理解了闪电，通过仪器设备制造的电弧就好理解了，两者都是相通的，要素是高压、两极、近距离、有导体或半导体。在理论上，只要距离足够近，电压足够高，两极之间的任何物质都可以成为导体，也就是都能被电流击穿，包括相对干燥的空气。

包括电焊在内的短路跳火，也被称为电弧，可以视为一种特殊电弧或短路电弧，但电流不是击穿空气，而是烧化金属，两极接通后瞬间涌来大量电流，电线承接不了这么多电流（电阻过大），于是产生高温，把金属烧化了，包括电线金属和附近金属，也就是金属被拆解了，电子和离子冲向四方，碰撞周围的分子，于是发出火光，产生高温。当然，焊点附近的空气分子，包括水分子也被拆解了。常见的电焊机只有36V，但能产生几千度高温，烧化的焊条部分气化，部分液化后粘附在焊件上，遇冷就固化了，于是把金属件连接在一起。

无论是标准电弧或特殊电弧，都可以尝试用于在气缸内分解水，水被分解后就能燃烧了，试验一下哪种方式可行，哪种方式最好。这样水燃料发动机和发电机就成功大半了。如果低压电流不行，就尝试用高压电流，1000V以上就是高压电了。

这是直流高压发生器，可以为气缸提供高压电。不过，汽车高压包更小型高效，能输出15000-30000V的高压，用于在气缸内跳火，实际上就是产生电弧，把汽油点燃。气缸内喷出的是雾化油，若喷出的是雾化水呢？能不能点燃试过才知，雾化水不能太多，空气湿度要掌握好，也许得先有氢烧一把火，或有更高的电压、更大的电流和更高的温度，如果是给水通电，加大水的电阻也是升温的好方式。水是一定能被拆解的，不可能达到5000℃以上也不分解，只要不让水把火浇灭就行。

另一个路径，可以在水箱中接通高压电，把水分子电解为氢与氧，然后通过管道送往气缸燃烧，再把燃烧后获得的水收集，重新注入水箱。这与普通的电解水差不多，不同的是电压更高，电流更大，这样才能瞬间分解足够多的水。

举个例子看看电弧是怎么分解水的。有一个啄木鸟站在两条高压线之间，实际上是充当了电桥，高压线放出电弧借路通行，鸟瞬间就被气化了。认真看了录像多次，没有发现造假，画面从头到尾没有切换，许多画面正常播放是不可见的，慢放截图才可见。每个画面都符合逻辑与科学，完全可以相信，据说是外国摄影师守候两个多小时拍到的。鸟为什么会气化呢？电压较高，电流强大，而鸟的电阻较大，羽毛电阻最大，肌肉和骨骼电阻也大，这就产生了高温，在被击穿瞬间大量电流涌入鸟体内，就把鸟气化了。

分析：鸟的身体70%是水，可以视为一团水，被电弧击中时若水被气化，水蒸气就会向上升腾，但这么大一团水气化，却没有向上升腾的水蒸气，说明拆成了氢和氧离子飞出，少量燃烧形成火团。最后沉降的气体是气化的骨头，主要是钙、磷等物质，由于比重较重，下沉至地面。这个现象说明，水是能被电弧分解的。在我的文章中，很多事情都不用做实验，因为大自然已经为我们做了，我们只需要观察实验结果，就可以得出结论。

分解水主要有两种方法，一是用大量电子把水外围的电子斥离。二是用更强的正离子或质子把水外围的电子吸走。当然，激光也行，按本人的理论，光子带有弱负电，大量光子冲击电子，也能把电子斥离。想赶走或没收几个电子，应该不难做到，可以八仙过海，各显神通。最终，筛选出一种最佳方法，是综合各方利弊后选出的方法。拆掉多少个电子才能让氢与氧脱钩呢？可能一两个或两三个就差不多了。只要氢与氧短暂分离，就能被火引燃。

鉴于此，若正常燃烧仍不能拆解水，可以尝试加入催化剂，这种催化剂遇火或高温后，就会分解出大量电子和正离子，把水外围的电子冲走或吸走，达到让水分子解体的目的，这是催化剂工作原理，其他化学反应的催化剂工作原理也大同小异，这样就不难寻找和制造催化剂了。

假如仍然难以拆解水分子，可尝试向水燃料发动机输入高压氧气或空气，用压力提高水分子温度，促成水分子解体，并产生压裂的作用，用空气压缩机就可以了。为什么高压可以压裂和拆解水分子？高压可以让水分子之间的距离极大压缩，这样两个水分子之间的电子就能斥离对方，从而让水分子解体为氢和氧。

若是航空喷气涡扇发动机，本身就可以利用涡扇提供高压高温空气。如果研制成功也可以移植到地上，工作起来向后喷气，前方的空气就会吸进来。产生的高温尾气就可以做功了，如烧开锅炉，产生蒸汽，再用蒸汽做功。这适合于轮船、火车和水燃料发电站。用水做燃料，热效率低些，燃料消耗多些，都无所谓的了，不像石油、煤炭、木柴那么珍贵。

解决了分解水的问题，其他问题就不是问题了。用延展性好、便于加工的耐高温材料做成气缸，在气缸外围做一个水循环冷却系统，然后再做一个发动机外壳，水燃料发动机就做成了。至于水燃料发电机，只需要加一个发电机，构成发电机组，这也是很简单的事了。一万年太久，只争朝夕，一年就应该能搞出来。

假如水燃料汽车发动机研制不出来，那么用于火车、轮船、飞机和发电的水燃料发动机一定能研制出来，因为缸体或腔室可以做得很大，产生5000-10000℃的高温不在活下，什么水都分解了。只要有了清洁的电，再把电用于汽车和厨房，也能淘汰柴、草、煤、油，地球也就干净了。