第964章 氧气的搬运工 作者:未知 在制约锂硫电池技术的诸多技术难题中,最难搞定的可能便要数穿梭效应了。 所谓穿梭效应便是指在充放电過程中,正极产生的多硫化物(li2sx)中间体,会溶解到电解液中,并穿過隔膜向负极扩散,最终与负极的金属锂直接接触。 当初为了抢先攻克锂硫电池技术,抢在埃克森美孚的前面完成专利布局,算是肩负着华国新能源产业未来的陆舟,在這個项目上和锂电池领域的大牛斯坦利教授展开了一场隔空较量。 而当时的斯坦利教授,在埃克森美孚的支持下,也是用了一個极其不光彩的手段,收买了他名下的萨罗特研究所的一名助理,偷走了他交给萨罗特教授去研究的笼状碳分子模型。 不過也多亏了這一出乌龙。 斯坦利教授不但在“错误”的道路上越走越远,更是歪打正着地替陆舟完成了【解析改性pdms薄膜下方的碳纳米小球】的系统任务,帮他将材料学等级升到了lv4,也间接帮助他冲击了一波诺奖级成果的研究瓶颈…… 說来惭愧,這么多年了,陆舟一個感谢的电话都沒有给這位慷慨的老教授打過,還挺過意不去的。 而此时此刻捏在他手中的那支试管裡装着的黑色粉末,正是斯坦利教授研究出来的笼状碳分子,也就是那個残骸一号上发现的那些碳纳米小球。 杨旭:“這是……” “一种用来搬运氧分子的笼状碳分子,虽然我更愿意称它为碳纳米小球。” 将试管交到了杨旭的手中,陆舟继续說道,“别忘了除了气体交换室与外界的隔膜之外,我們的锂负极材料上還有一层改性pdms薄膜,将這玩意儿在改性pdms薄膜成膜时混合进去,当薄膜两侧氧分子浓度差达到一定值时,它们就像小蜜蜂一样将氧分子从一侧向另一侧搬运。” 简而言之,就是给氧氮分离系统加两道保险,第一道保险是氧分子選擇性通過膜,也就是陆舟罗列在白板上的那些有机物的混合物,作用是给气体交换室制造一個氧气含量高达98%的相对纯氧环境! 至于第二道保险,就是锂负极材料本身上的改性pdms薄膜! 只有在加入了空心碳球之后,锂负极表面的改性pdms薄膜才会从高纯度的氧气中,搬运氧分子到锂负极材料的表面。 “……我們甚至可以通過改性pdms薄膜上的碳纳米小球数量来控制整個锂氧化反应的速率,从而间接控制电池的性能。” 听着陆舟的描述,杨旭的眼中写满了震撼的神色。 這玩意儿真能管用? 虽然很想這么问,但身为一名研究人员,在样品都已经在他手上了的情况下,问出這样愚蠢的問題简直就是耻辱。 沒有任何犹豫,他带着那只试管来到了一台实验设备的旁边。 那裡摆放着电池模具,還有一台保护气体操作箱,专门用来组装电池磨具并进行测试的。 想要检验陆舟的理论很容易,甚至都不需要一個完整的锂空电池模型。 他只需要制作一個被混合了這种碳纳米小球的改性pdms材料覆盖的锂金属片,然后让它分别暴露在空气和纯氧气、纯二氧化碳、纯氮气等等一系列环境中,就能很容易地知道它是否具备令氧气透過的性质,以及是否只允许氧气透過。 经過复杂的准备以及耐心的等待,实验结果终于在所有人的翘首以盼之下出来了。 在空气环境中,样品的反应不明显,表面有极少量的氧化物,可以确定是氧化锂! 在氮气、二氧化碳等等一系列环境中,样品完全沒有发生反应! 至于在纯氧环境…… 正如陆舟所說的那样,整個锂负极表面已经发生了惊人的变化! 看着脸上已经不知道该做和表情来表现自己心中的震撼的杨旭,陆舟笑了笑,语气轻松地继续說道,“如果你在微观條件下观察整個反应的进行過程,你的表情会更惊讶。” 杨旭咽了口唾沫,艰难地說道:“……這個实验……您很久以前就已经完成了?” 陆舟:“我說了,早在普林斯顿任教的时候我就做過這個实验了,只是一直沒有发表而已。” 当然了,现在的這個碳纳米小球,和斯坦利教授弄出来的那個原始版本還是有不少区别的。 尤其是在细节上,陆舟通過计算化学的方法对表面几個大π键的位置进行了调整,让它的搬运能力更明显一些,对氧气纯度的要求也稍微降低了一点。 不過制备這种碳纳米小球的方法都是殊途同归的就是了。 “简直不可思议……” “這种穿梭在聚合物材料中搬运氧分子的性质实在是太神奇了!” 看着一脸惊叹的杨旭,陆舟有些怀念地說道。 “是挺神奇的,直到现在我都在思考,這种神奇的搬运過程的成因机理,甚至做出了两套能够解释的理论,只是一直找不到证据证明哪一种是对的。” 杨旭:“你……是怎么做到的?” 一听到這個問題,陆舟表情顿时有些不好意思了,打了個哈哈笑着說道。 “這就說来话长了,总之多亏了一位老朋友的帮忙,解决了最关键的這类笼状碳分子合成問題,然后我在他研究的基础上进行了一点小小的改良,修饰了几個大π键。” 当然了,最关键的還是残骸一号…… 如果是正推出這种材料,只怕光是找出一种能够于氧分子高度契合的空心碳球,這实验就有够他做的。 杨旭问道:“那专利沒問題嗎?” 陆舟立刻回道:“沒問題,我的這位老朋友非常慷慨地以很便宜的价格卖给了我。” 這是很久以前的事情了。 锂硫电池出来沒多久之后,埃克森美孚手中的那些专利已经成了废纸,别說锂空气电池還看不到影子,就算是斯坦利教授自己都不知道自己研究出来的东西是用在锂空气电池上的,因此星空科技沒有花费多大代价就把专利买過来了。 当然了,买的时候不是以星空科技和他的名义就是了。 虽然沒有花多少钱,但這其中的操作說起来還是稍微有点儿复杂的。 并不了解内情的杨旭,感慨了一声說道:“你那位老朋友真是個好人。” 陆舟也是爽朗一笑。 “是啊,我也觉得,他是個好人。” …… 氧分子選擇性透過膜的技术已经攻克,再加上那個关键性的碳纳米小球,整個锂空气电池這條科技树的点亮,基本上已经沒有什么悬念了。 给陈玉珊打了個电话,将专利布局的事情交给了她去操心之后,陆舟便离开了金陵高等研究院。 說起来,他来的时候還是早上,离开的时候却是披星戴月了。 前面用计算机做模拟倒還好,只是将现成的模型放到电脑上跑一遍的事情。后面检验碳纳米小球对氧分子的搬运着实花了不少時間,尤其是制作那個改性pdms薄膜包覆的锂金属片,更是折腾了好一会儿。 坐在王鹏的车上,已经三十多個小时沒合眼的陆舟打了個哈欠,正准备眯一会儿,不過就在這时,却是忽然接到了李局长打来的电话。 电话刚一接通,他连“喂”都沒来得及說一声,火急火燎的声音便从对面传来過来。 “你的那份报告我看過了!上面写的是真的嗎?你确定?那個碳基——”忽然意识到這东西不方便在电话裡說,李局长立刻打住了话头,咬了咬牙改口道,“你等着,我来你家和你說。” 打了個哈欠,沒搞明白他在說什么的陆舟,一头雾水地问道。 “你现在在哪儿就要来我這。” “上京!坐飞机過来!” 陆舟:“……?” 還沒反应過来,电话便嘟的一声挂断了。