金属铝与水反应的方程式为

2Al+6H₂O→Al（OH）₃+3H₂

金属铝虽然具有很高的反应活性，但由于其表面有一层致密的氧化膜，阻碍了金属铝与水的接触反应，所以在研究铝与水分解制氢过程中，关键的技术就是如何除去表面的氧化膜，从而加速反应的进行，提高转化率，缩短诱导时间，实现即时制氢和快速制氢。

金属铝需在高温1000℃左右与水蒸气反应，水蒸气的浓度对铝水反应影响不大，但在20%的水蒸气中，铝水反应温度最低，启动温度为987℃。在铝粉中添加低熔点金属，有助于铝粉与水反应，尤其加入Sn、Ga金属，可以降低铝粉与水反应的温度而形成多元合金，铝水反应性能改善。

1.碱性环境下铝水反应

在强碱性溶液中，OH-离子可以破坏铝表面的氧化层保护膜形成AlO2-。所以，在碱性环境下，铝即使在室温条件下也可以发生溶解反应产生氢气。其中，NaOH是最常用的碱促进剂。

反应方程式如下：

2Al+6H₂O+2NaOH→NaAl（OH）₄+3H₂

NaAl（OH）₄→NaOH+Al（OH）₃(www.daowen.com)

在上一个反应中消耗的氢氧化钠又会在下一反应中通过NaAl（OH）₄的分解而再生，所以，如果条件控制得好的话，本质上这个反应过程只是消耗水。这就是我们所熟知的在碱—铝—空气电池中发生的我们所不希望的寄生反应，但这个反应实际上却为我们提供了一种固体氢源。

2.中性环境下铝水反应

Asoke指出，在温度10～90℃，pH在4～9的变化范围内，铝与氧化铝混合粉末也可以与水反应。为了产生氢气，铝与氧化铝混合物必须猛烈地球磨在一起，在室温下与纯净水反应即可产生氢气，随着温度的升高，氢气产生速率增大。

铝的氧化物可以是Al（OH）₃、AlO（OH）、γ-Al₂O₃、α-Al₂O₃，其中，α-Al₂O₃粉末可以产生最大的氢气生成速率。通过球磨铝粉和氧化物粉末使其混合，一方面机械地破坏了铝粉表面的氧化层，从而加速了在pH为中性的水中氢气的产生。另一方面，Deng也指出，铝粉与密的一水软铝石粉末在较高的温度下反应，可以在铝粉表面形成一层高密度、弱机械性的γ-Al₂O₃，这层γ-Al₂O₃与水反应产生一水软铝石，经过积累，厚度增加，直至与内部的铝接触反应，并在两者之间产生氢气泡。在一定的条件下，这些气泡冲破氧化铝层，从而使铝与水进一步反应。该机理如图10-6所示。

图10-6 涂覆有氢化铝的铝颗粒与水反应的反应机理

a）引入阶段（没有薄膜生长） b）AlOOH层生长和氢气气泡的形成