第四百五十四章 鋰硫電池和質(zhì)子電池
“電池技術(shù),電池技術(shù)啊。”</br> 定光研究所中,林曉正在一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中,一身白大褂的他,手中正在搖晃著一根試管,口中也正在念叨著。</br> 顯然,在第一次面對(duì)電池這個(gè)技術(shù)的時(shí)候,他也和之前第一次面對(duì)核聚變技術(shù)的時(shí)候感受到了困惑。</br> 當(dāng)然,這也是預(yù)料之中的事情。</br> 自從鋰離子電池誕生之后,人類(lèi)對(duì)于電池技術(shù)就仿佛陷入到了桎梏之中,寸步難進(jìn)。</br> 這個(gè)桎梏,主要指的就是在電池能量密度上的桎梏。</br> 能量密度是評(píng)價(jià)一個(gè)電池好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)之一,比如磷酸鐵鋰電池的能量密度一般為160瓦時(shí)每千克,也就是參與反應(yīng)的電極單位質(zhì)量中,蘊(yùn)含著160瓦時(shí)的電能。</br> 而160瓦時(shí),也就相當(dāng)于0.16度的電。</br> 顯然,這個(gè)能量值是比較小的。</br> 當(dāng)然,隨著技術(shù)的進(jìn)步,在這個(gè)2026年,現(xiàn)在最強(qiáng)的鋰離子電池已經(jīng)能夠做到400瓦時(shí)每千克的能量密度了,不過(guò)僅管如此,還是有些不達(dá)預(yù)期。</br> 因?yàn)槟軌蜃龅饺绱烁吣芰棵芏鹊碾姵兀诔杀旧隙急容^昂貴,所以像比亞迪這樣車(chē)企,也仍然在用不到200瓦時(shí)每千克的磷酸鐵鋰電池,當(dāng)然,由于其使用上了刀片電池這種特殊的結(jié)構(gòu),從而使得其在單位體積上的能量密度要比較高。</br> 不過(guò),不管如何,不論是最高已經(jīng)達(dá)到400瓦時(shí)每千克的電池,還是說(shuō)通過(guò)更換結(jié)構(gòu)來(lái)提升單位體積下能量密度的刀片電池,這些在本質(zhì)上,都仍然不能離開(kāi)鋰離子電池的離子方程式。</br> 而這也是沒(méi)有辦法的事情,想要實(shí)現(xiàn)這種本質(zhì)上的“飛升”,需要的是無(wú)數(shù)個(gè)實(shí)驗(yàn)中的試錯(cuò),以及一些巧到如同造物主直接把飯喂到嘴里面一樣的巧合,才能實(shí)現(xiàn)這種電池技術(shù)的飛升。</br> 當(dāng)然,還有一點(diǎn)最關(guān)鍵的是,在那個(gè)年代,電池的研究剛剛進(jìn)入到起步的狀態(tài)之中,還沒(méi)有進(jìn)入到瓶頸狀態(tài),而現(xiàn)在就不一樣了,電池的發(fā)展已經(jīng)來(lái)到了這個(gè)瓶頸。</br> 科學(xué)家們對(duì)于下一代電池的發(fā)展自然也都有著一定的想法,只不過(guò)這之間的難度跨越,已經(jīng)遠(yuǎn)超以往,所以自然也就出現(xiàn)不了如鎳氫電池到鋰離子電池之間只相隔十五年的發(fā)展過(guò)程了。</br> 就比如被炒的沸沸揚(yáng)揚(yáng)的石墨烯電池。</br> 曾經(jīng)的石墨烯電池就是以一句“充電十分鐘,能跑一千公里”的傳播語(yǔ)給宣傳開(kāi)來(lái)的。</br> 只不過(guò)這個(gè)東西看起來(lái)十分的美好,最后就被一位院士以“如果某一位說(shuō),這輛車(chē)既能跑1000公里,又能幾分鐘充滿電,而且還特別安全,成本還非常低。那么大家不用相信,因?yàn)檫@是不可能的”這句話給澆滅了熱火。</br> 雖然說(shuō)石墨烯電池這個(gè)方向仍然不失為一個(gè)可以研究的方向,但是人們對(duì)其的看法,也遠(yuǎn)沒(méi)有當(dāng)初的那么火熱了,甚至還有很多人一想到石墨烯電池,就會(huì)以騙局來(lái)形容它。</br> “所以,下一代的電池,是全固態(tài)電池嗎?”</br> 林曉這時(shí)候默默念了一句,而后便將試管中的溶液放到了一個(gè)固定架上,隨后在里面插入一根鋅棒和一根銅棒,便安靜地看起了里面的反應(yīng)。</br> 只見(jiàn)銅棒的周?chē)粩嘤袣馀莞‖F(xiàn)出來(lái),這便說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)開(kāi)始了,林曉也瞥了一眼旁邊連接的電流表,上面的示數(shù)已經(jīng)發(fā)生了變化,總之,反正不是0就對(duì)了,這也說(shuō)明在導(dǎo)線中已經(jīng)產(chǎn)生了電流。</br> 這就是一個(gè)十分簡(jiǎn)單的銅鋅原電池,原理十分簡(jiǎn)單,高中上過(guò)化學(xué)的,大概也會(huì)見(jiàn)到老師親手展示過(guò)反應(yīng)的過(guò)程。</br> 而試管中裝的溶液就是電解質(zhì)溶液,稀硫酸。</br> 看著這個(gè)反應(yīng),林曉的心神,又飄到了另外一邊。</br> “全固態(tài)電池……”</br> 全固態(tài)電池,顧名思義,就是全都是固體的電池,包括電解質(zhì)。</br> 眾所周知,電池,或者說(shuō)是原電池,是需要溶液的,也就是電解池溶液。</br> 這也是為什么電池壞了后可能會(huì)漏液,就是因?yàn)榭赡苁请姵氐耐鈿ぐl(fā)生了損壞,然后就導(dǎo)致內(nèi)部的電解池發(fā)生泄露。</br> 這類(lèi)溶液的泄露會(huì)導(dǎo)致電池產(chǎn)生較大的危險(xiǎn),比如這類(lèi)溶液可能會(huì)對(duì)人體皮膚造成危險(xiǎn),或者是其他的什么問(wèn)題,而最關(guān)鍵的,還是內(nèi)部的一些不能接觸空氣的東西暴露出來(lái)。</br> 比如眾所周知的三星爆炸手機(jī)事件,就是因?yàn)槠鋬?nèi)部電池結(jié)構(gòu)沒(méi)有設(shè)計(jì)好,導(dǎo)致其極易發(fā)生損壞,于是乎內(nèi)部的鋰合金金屬氧化物和空氣接觸后,便就直接炸了。</br> 此外,除了爆炸之外,鋰離子電池內(nèi)部的正負(fù)極隔膜損壞后,也會(huì)導(dǎo)致正負(fù)極直接接觸從而發(fā)生短路,溫度急劇升高之后導(dǎo)致電解質(zhì)溶液過(guò)熱產(chǎn)生自燃,這也會(huì)帶來(lái)危險(xiǎn)。</br> 所以,電解質(zhì)溶液也就成為了其中危險(xiǎn)的主要來(lái)源。</br> 而這個(gè)時(shí)候,如果能夠把電解質(zhì)溶液更換為固體電解質(zhì)的話,那么這些問(wèn)題就能夠迎刃而解了,因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候即便其外部發(fā)生了破損,固體電解質(zhì)顯然也不可能會(huì)像是液體電解質(zhì)那樣發(fā)生泄露,然后導(dǎo)致空氣鉆進(jìn)內(nèi)部并與鋰發(fā)生反應(yīng),即使隔膜損壞發(fā)生短路,固體電解質(zhì)也很難因?yàn)檫^(guò)熱而發(fā)生自燃。</br> “不過(guò),這個(gè)固體電解質(zhì),該是什么樣子的呢?”</br> 這時(shí)候,林曉捏住了下巴,思索了起來(lái)。</br> 此時(shí)此刻,他的大腦也就像是一臺(tái)頂級(jí)的超級(jí)計(jì)算機(jī),開(kāi)始飛速的運(yùn)轉(zhuǎn)了起來(lái)。</br> 直到片刻后,他從旁邊找了一張紙過(guò)來(lái),然后在上面寫(xiě)下了【固體】?jī)蓚€(gè)字,隨后又將這個(gè)固體給劃掉,寫(xiě)上了【膠體】?jī)蓚€(gè)字。</br> “嗯,就是膠體。”</br> 林曉微微頷首。</br> 膠體在嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)既不屬于固體也不屬于液體,就像是果凍,顯然果凍并不是液體,也不符合固體的嚴(yán)格定義,同時(shí)果凍是透明的,可以發(fā)生丁達(dá)爾效應(yīng),所以它是膠體。</br> 而現(xiàn)在林曉的靈感給予了他一種直覺(jué),那就是這個(gè)所謂的固體電解質(zhì),可以做成膠體。</br> “唔……那么,現(xiàn)在就需要嘗試著去設(shè)計(jì)一種帶有鋰離子的膠體了。”</br> 固體電解質(zhì),就當(dāng)前來(lái)說(shuō)最完美的適配對(duì)象就是鋰電池了。</br> 因?yàn)楣腆w鋰電池在極限能量密度下,有著能夠讓全世界所有科學(xué)家都感到驚嘆的儲(chǔ)能效果,比如鋰電的終極形式——鋰空氣電池,或者嚴(yán)格來(lái)說(shuō),應(yīng)該是鋰氧電池。</br> 鋰氧電池有著十分優(yōu)秀的能量密度,幾乎是十倍甚至二十倍于當(dāng)前的電池。</br> 而鋰氧電池也同樣需要固態(tài)電解質(zhì),作為媒介。</br> 當(dāng)然,關(guān)于鋰氧電池還有更加關(guān)鍵的技術(shù),就現(xiàn)在來(lái)說(shuō),林曉對(duì)于這個(gè)鋰電池的終極形態(tài)是保持著放棄態(tài)度的。</br> 不過(guò),除了這個(gè)終極形態(tài)之外,還有一個(gè)超級(jí)形態(tài),就是鋰硫電池。</br> 鋰硫電池同樣有著極為優(yōu)秀的能量密度,大概為鋰氧電池的一半左右。</br> 而對(duì)于鋰硫電池來(lái)說(shuō),固體電解質(zhì),就是其所面臨的最主要技術(shù)難關(guān),只要解決了固體電解質(zhì)上面的問(wèn)題,其他的技術(shù)難題,都可以很輕松的得到解決。</br> 林曉的眉頭微微挑起,很快就做出了決定——就決定是鋰硫電池了。</br> 想到這里,他便放下了手中的所有實(shí)驗(yàn)器材,同時(shí)也收拾了一下試管里面的溶液,完全按照化學(xué)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)流程處理掉了實(shí)驗(yàn)后產(chǎn)生的所有垃圾,隨后便來(lái)到了電腦前,開(kāi)始寫(xiě)起了實(shí)驗(yàn)計(jì)劃書(shū)。</br> 因?yàn)殛P(guān)于接下來(lái)的思路明晰了,所以他寫(xiě)起計(jì)劃書(shū)的速度也很快,三下兩除二的便寫(xiě)下了長(zhǎng)達(dá)一萬(wàn)字的計(jì)劃書(shū)。</br> “嗯,用時(shí)兩個(gè)小時(shí),還不錯(cuò)的成績(jī)。”</br> 林曉滿意的點(diǎn)點(diǎn)頭,至少比一些一個(gè)小時(shí)才碼一千字的網(wǎng)文作者要厲害多了。</br> 而后將計(jì)劃書(shū)保存好,他便關(guān)掉了電腦,然后重新來(lái)到實(shí)驗(yàn)臺(tái)前,準(zhǔn)備先按照自己的想法,實(shí)驗(yàn)著做出幾種膠體電解質(zhì)。</br> 與此同時(shí),他也在心中感慨起來(lái)。</br> “鋰電池啊,鋰電池。”</br> 作為第一號(hào)金屬元素,第二號(hào)陽(yáng)離子元素,鋰電池的下一代,還能是什么電池呢?</br> 難不成在人類(lèi)完成了鋰氧電池這個(gè)鋰電池的終極形態(tài)后,就要沒(méi)有前路了?</br> 到時(shí)候就只能走核電池這條路了?</br> 這是完全有可能的,以后用上了核電池之后,不管是手機(jī)還是汽車(chē),都不用再補(bǔ)充能源了,直接用到把人給送走都沒(méi)事兒。</br> 只不過(guò),這種東西,就現(xiàn)在來(lái)說(shuō),還不用考慮。</br> 因?yàn)檫@種技術(shù),還需要經(jīng)過(guò)許多代技術(shù)的升級(jí),畢竟就拿核裂變技術(shù)來(lái)說(shuō),到現(xiàn)在也不過(guò)小型化到了核潛艇上面,還做不到縮小到汽車(chē)電池的大小。</br> 不過(guò),就在這個(gè)時(shí)候,林曉的腦海中忽然靈光一閃。</br> 也許是能源揭秘者光環(huán)發(fā)動(dòng)了,也許是他自己所捕捉到的靈感。</br> “或許還有氫電池這一步?”</br> 他的目光微微浮動(dòng)。</br> 元素周期表上,氫元素排在鋰的上面,也是第一號(hào)陽(yáng)離子元素,此外,氫元素在性質(zhì)上也和金屬有點(diǎn)相類(lèi)似,所以氫電池的方向也是可行的?</br> 當(dāng)然,在電池的歷史上,也已經(jīng)有了諸如鎳氫電池這種電池,不過(guò)實(shí)際上鎳氫電池其實(shí)是氫氧根離子電池,和林曉現(xiàn)在所想的這個(gè)氫電池不一樣,他所想的氫電池,可以稱之為氫離子電池,當(dāng)然,也可以稱之為——質(zhì)子電池。</br> 氫離子一般被認(rèn)為和質(zhì)子沒(méi)有區(qū)別,因?yàn)闅湓颖旧砭褪且粋€(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子組成的,失去電子變成氫離子后,也就等于只剩下了一個(gè)質(zhì)子,所以稱之為質(zhì)子也完全沒(méi)有問(wèn)題。</br> 而憑借著氫元素作為第一號(hào)元素的優(yōu)越屬性,如果能夠解決一個(gè)叫做質(zhì)子交換膜的難題,然后再配合上固體電解質(zhì),鋰電池,將完全有可能被其所取代。</br> 林曉的目光變得越發(fā)亮起,而后他便沖洗離開(kāi)了實(shí)驗(yàn)臺(tái),再一次走到了電腦的面前,打開(kāi)電腦,在后面再一次寫(xiě)下了一個(gè)新的計(jì)劃。</br> 【質(zhì)子電池計(jì)劃】</br> 現(xiàn)在,他要把鋰硫電池,和質(zhì)子電池都抓起來(lái),兩手都要抓,兩手都要硬。</br> 于是就這樣很快的,他又是洋洋灑灑一萬(wàn)字寫(xiě)了下來(lái)。</br> “嗯,一個(gè)半小時(shí),比之前還要更加快一些。”</br> 當(dāng)然,大概也是質(zhì)子電池給他帶來(lái)的興趣,要稍微比那個(gè)鋰硫電池更高一些。</br> 而后,他便興致勃勃地搜索起了論文。</br> 如果沒(méi)有記錯(cuò)的話關(guān)于質(zhì)子交換膜的研究,還是挺多的,畢竟有一大堆研究氫燃料電池的人,一直都在試圖搞出這種質(zhì)子交換膜,并且在現(xiàn)在已經(jīng)有不少種類(lèi)的質(zhì)子交換膜了。</br> 只不過(guò)這些質(zhì)子交換膜基本上都是存在于電解質(zhì)溶液中的,而他是計(jì)劃用于固體電解質(zhì)中,也就存在一定的差別;此外,不同的質(zhì)子交換膜在成本和性能上也都有所不同,基本上成本和性能都是成正比的。</br> 當(dāng)然,所有的這些質(zhì)子交換膜成本都比較高,也正是因此,才導(dǎo)致氫燃料電池并不廣泛用于汽車(chē)上面,同時(shí)在續(xù)航上面也還不如鋰電車(chē)能打,所以也就一直都不能實(shí)現(xiàn)普及。</br> 而林曉現(xiàn)在,便就是要改變這樣一個(gè)局面,當(dāng)然,他要研究的并不是氫燃料電池,而是和鋰電池一樣可進(jìn)行充放電氫電池。</br> 很快,看了幾篇相關(guān)的論文后,他便不由嘖嘖吐槽:“這玩意兒,還真是有些魚(yú)龍混雜的感覺(jué)啊。”</br> 研究質(zhì)子交換膜的公司還挺多的,只不過(guò)絕大多數(shù)都是來(lái)湊數(shù)的,還有少部分在最有錢(qián)的公司,在發(fā)展上也都是困難重重。</br> “算了,還是先看看這些東西的分子式吧。”</br> 林曉搖搖頭,不再糾結(jié)于該選哪家的質(zhì)子交換膜來(lái)參考,反正這些公司的東西都不行,還不如他自己親自來(lái)研究為好。</br> 對(duì)他來(lái)說(shuō),一切微觀領(lǐng)域的變化,都可以直接被他轉(zhuǎn)變?yōu)樗拇蠡玖Φ南嗷プ饔茫笏憧梢詮母颖举|(zhì)的角度來(lái)解決所面臨的問(wèn)題。</br> 畢竟,這個(gè)宇宙間,凡是物質(zhì)的運(yùn)行,都可以解釋為四大基本力的作用。</br> 就這樣,一場(chǎng)大概又可以記載在科學(xué)史上的研究,便再一次開(kāi)始了,畢竟,電池作為人類(lèi)現(xiàn)在所掌握的技術(shù)中,除了超導(dǎo)儲(chǔ)能線圈之外唯一的大儲(chǔ)能技術(shù),任何一次革新,都足以令科學(xué)界重視。</br> ……</br> 時(shí)間過(guò)去的很快。</br> 接下來(lái)的幾天后,林曉也和朱誠(chéng)簽下了這項(xiàng)由金烏能源集團(tuán)贊助的研究,最終的所有成果全都?xì)w林曉所有,包括最后的專利。</br> 而第一期的贊助,便高達(dá)一個(gè)億。</br> 雖然說(shuō)金烏能源集團(tuán)為了之后在全國(guó)范圍內(nèi)鋪設(shè)可控核聚變發(fā)電站,現(xiàn)在可以說(shuō)是面臨著上千億的資金需求,不過(guò)可別忘了原先的國(guó)家電網(wǎng)公司都完全并入了金烏能源集團(tuán)中,所以其本身還是很有錢(qián)的,給林曉投資一個(gè)億也沒(méi)有什么太大的影響。</br> 而對(duì)于林曉來(lái)說(shuō),一個(gè)億的贊助也算是挺多的了,雖然他現(xiàn)在確定了兩個(gè)研究目標(biāo),屆時(shí)所花費(fèi)的錢(qián)肯定也會(huì)變多,不過(guò)說(shuō)不定到時(shí)候他還用不完這一個(gè)億呢。</br> 當(dāng)然,最關(guān)鍵的還是這一個(gè)億是屬于贊助的,而贊助這個(gè)名頭,就不像一些公司找科研人員投資經(jīng)費(fèi)讓其幫忙研究某項(xiàng)需求的技術(shù),到最后這項(xiàng)技術(shù)的所有權(quán)是歸這家公司所有的。</br> 而現(xiàn)在這一個(gè)億是作為贊助,也就是說(shuō)最后的所有成果都將屬于林曉。</br> 像以前林曉所做的大部分研究,使用的都是國(guó)家的經(jīng)費(fèi),這樣一來(lái)研究出來(lái)的東西,他自然也不能占有,這些技術(shù)的所有權(quán)都屬于國(guó)家。</br> 所以林曉一旦研究出這樣的電池技術(shù)的話,那么考慮到電池行業(yè)的利潤(rùn),林曉雖然已經(jīng)不在意自己有沒(méi)有錢(qián)了,但是如果能夠看到自己的賬戶上每天都能流入一大筆的錢(qián),想想還是挺讓人有動(dòng)力的。</br> 于是乎在接下來(lái)的研究中,他也變得更加有動(dòng)力了。</br> ……
三月,初春。</p>
南凰洲東部,一隅。</p>
陰霾的天空,一片灰黑,透著沉重的壓抑,仿佛有人將墨水潑灑在了宣紙上,墨浸了蒼穹,暈染出云層。</p>
云層疊嶂,彼此交融,彌散出一道道緋紅色的閃電,伴隨著隆隆的雷聲。</p>
好似神靈低吼,在人間回蕩。</p>
,。血色的雨水,帶著悲涼,落下凡塵。</p>
大地朦朧,有一座廢墟的城池,在昏紅的血雨里沉默,毫無(wú)生氣。</p>
城內(nèi)斷壁殘?jiān)f(wàn)物枯敗,隨處可見(jiàn)坍塌的屋舍,以及一具具青黑色的尸體、碎肉,仿佛破碎的秋葉,無(wú)聲凋零。</p>
往日熙熙攘攘的街頭,如今一片蕭瑟。</p>
曾經(jīng)人來(lái)人往的沙土路,此刻再無(wú)喧鬧。</p>
只剩下與碎肉、塵土、紙張混在一起的血泥,分不出彼此,觸目驚心。</p>
不遠(yuǎn),一輛殘缺的馬車(chē),深陷在泥濘中,滿是哀落,唯有車(chē)轅上一個(gè)被遺棄的兔子玩偶,掛在上面,隨風(fēng)飄搖。</p>
白色的絨毛早已浸成了濕紅,充滿了陰森詭異。</p>
渾濁的雙瞳,似乎殘留一些怨念,孤零零的望著前方斑駁的石塊。</p>
那里,趴著一道身影。</p>
這是一個(gè)十三四歲的少年,衣著殘破,滿是污垢,腰部綁著一個(gè)破損的皮袋。</p>
少年瞇著眼睛,一動(dòng)不動(dòng),刺骨的寒從四方透過(guò)他破舊的外衣,襲遍全身,漸漸帶走他的體溫。</p>
可即便雨水落在臉上,他眼睛也不眨一下,鷹隼般冷冷的盯著遠(yuǎn)處。</p>
順著他目光望去,距離他七八丈遠(yuǎn)的位置,一只枯瘦的禿鷲,正在啃食一具野狗的腐尸,時(shí)而機(jī)警的觀察四周。</p>
似乎在這危險(xiǎn)的廢墟中,半點(diǎn)風(fēng)吹草動(dòng),它就會(huì)瞬間騰空。</p>
而少年如獵人一樣,耐心的等待機(jī)會(huì)。</p>
良久之后,機(jī)會(huì)到來(lái),貪婪的禿鷲終于將它的頭,完全沒(méi)入野狗的腹腔內(nèi)。</br>,,。,。</br>