学霸的黑科技系统最新章节 多孔硅基分子交换膜

  很不巧的是，这一回陈玉珊倒是猜错了。

  在回到金陵之后，陆舟确实是做好了开始新一轮闭关的打算，也确实下定了“不解决黎曼猜想绝不踏出房门一步”的决心，但奈何现实中的事情实在是太多了。

  这次打来电话向他求救的，是计算材料研究所的所长杨旭。

  至于求救的内容……

  是关于两三年前立项的锂空气电池项目。

  说起来陆舟也挺诧异的，直到去年年末为止，他都一直能从计算材料研究所的报告中，看到关于锂空电池研究取得重大进展的消息。

  怎么到了今年，整个研究却是急转直下了？

  让王鹏开车将自己送到了金陵高等研究院，刚一踏进实验室的陆舟，便被一脸痛苦的杨旭抓住了胳膊。

  “帮个忙吧！大佬！我已经……不行了！”

  “你别这样，有话好说，我这不都来了吗？别搞得和临终遗言似的，有什么问题说出来，我看看能不能帮忙想想办法……”

  看着杨旭这副心态爆炸的样子，是真的把陆舟给吓了一跳。

  自从这家伙当上计算材料研究所所长之后，也算是领导过不少大项目了，更是替金陵高等研究院解决了不少材料学方面的难题。

  像这样的前沿领域的研究，会碰到搞不定的问题到不奇怪，但能把这家伙折磨成这个样子的问题……

  说实话，陆舟是真的好奇了。

  杨旭：“还记得前段时间我在研究进展汇报里提到的那个多孔硅基分子交换膜吗？”

  陆舟仔细想了下，倒是回忆起来了一些报告上的内容，点了点头说道。

  “有点印象。”

  深深吸了口气，杨旭继续说道：“根据实验分析，我们发现该类多孔硅材料在一定的气压差下，位于高压侧的气体能够向低气压侧缓慢输送特定直径大小的分子。我们的项目组立刻跟进了这一块的研究，并且成功制成了一种能够筛选3.4-3.5a直径范围的气体分子的交换膜。”

  陆舟：“那不是挺好的吗？”

  氧气分子的直径正是3.46a，恰好不偏不倚地在这个区间范围内。ar气体分子虽然是3.4，也挨着这个筛选区间，但ar是稀有气体，所以没有影响。

  “一点都不好，”杨旭脸上的表情有些苦涩，摇了摇头继续说道，“筛选区间的上下边界不是一个固定值，而是随着气压大小线性变化的……你懂了吧。”

  听到这句话，陆舟脸上总算是露出了了然的表情。

  “原来如此，你们的问题我算是明白了。”

  简而言之，这张多孔硅基分子交换膜就像是一张充满弹性的渔网，撑得越大渔网的网眼也就越大，漏网之鱼也就越多……

  至于说能不能将两侧的气压维持在一个恒定的值，以保证通过交换膜的只有氧气……

  这显然也是不可能的。

  杨旭已经说的很清楚，整个筛选区间的上下边界的移动，是随着两侧气压差的变化而线性变化的。

  且不说想要将气压差控制到如此精确程度的技术成本，就从安全性的角度而言，他们也绝对不可能允许锂空气电池内的氧化还原反应体系，运行在如此不稳定的钢丝上。

  锂金属的活泼性那可不是开玩笑的，那可是一言不合就爆炸的主！

  这要是放了一丁点儿杂质进来，他们造的就不是电池，而是炸弹了。

  “我们已经在这个瓶颈上卡了整整半年的时间，”杨旭摇了摇头，“能试过的方法我们都已经试过了……”

  陆舟思忖了片刻说道：“有做模拟吗？我瞧瞧。”

  “跟我来。”

  带着陆舟走到了电脑旁边，杨旭握着鼠标点了两下，很快一张多孔网状叠加结构的硅基分子交换膜的三维构图，便呈现在了陆舟的面前。

  一边指着屏幕中的图像，杨旭一边解说道。

  “我们试着对这层交换膜的一侧增加表面气压，特定直径的分子就会以一定的速率通过分子交换膜中的通道……”

  说着，杨旭握着鼠标的右手，食指敲了两下。

  屏幕中，分布在那张分子交换膜右侧的红点、绿点，就像是找到了倾泻的出口一样，开始向着分子交换膜的表面聚集。

  “……当膜的表面压强达到图中a位置时，氧气开始通过分子交换膜，向锂空电池的气体交换室移动，然而当表面压强随着压强差的升高继续升高，到达b位置时，氮气也会开始通过交换膜……”

  “不过事实上，在气压差从a向着b开始渐变的时候，已经有一部分氮气分子以缓慢的速率在向内渗透了。”

  屏幕中，标志着氮气的红点，已经透过交换膜与锂负极接触。

  看着杨旭在软件上模拟演示了一遍，陆舟的脸上浮现了一丝凝重的表情。

  做完了演示之后的杨旭，长叹了一声靠在了电脑椅上。

  “包括水分子、二氧化碳、甚至是一氧化碳在内的一系列杂质我都能想到办法，还有一些含量微弱的二氧化硫之类的气体也都很好处理，但唯独氮气……实在是太难搞了，简直就像是一群赶不走的苍蝇一样。”

  即便通常情况下氮气是能够作为保护气体使用的，比如应用在食品工业中，但对于锂空电池来说却不行，因为氮气会和锂反应生成不稳定的li3n。

  如果让氮气进入锂空电池的循环体系中，恐怕运行不了几次整个电池就废掉了。

  锂空气电池之所以难搞，关键还是在于锂金属太活泼了。而需要排除掉的杂质，却又太特么懒惰了。

  当初ibm就不信这个邪，拉上了大名鼎鼎的阿尔马登研究中心一起搞这个项目，甚至用上了在现在看来都带着点黑科技元素的分布式计算技术，定位每一颗进入反应体系的氧原子并将其精准地分配到锂负极上……

  至于最后的结果，也是显而易见的。

  就算是财大气粗、实力雄厚的ibm最终也不得不信了这个邪，把这个无底洞一样的项目整个砍掉，炒了项目负责人的鱿鱼。

  虽然计算材料研究所的这个硅质材料确实给这个方向的研究带来了不小的胜利曙光，但如果解决不了排除掉其他杂质气体通过的问题，这个也只能算是一个有意思的阶段性成果而已，并不比那些给电池外面套个氧气罐的创意更先进。

  在找到陆舟之前，杨旭带着的锂空电池项目的研究团队已经在这个瓶颈上卡了快半年了，到现在为止一点进展都没有。

  直觉告诉他，如果连他都不行的话，整个高等研究院谁还有希望解决这个问题，恐怕也只剩下计算材料学的奠基人之一——陆教授了。

  然而，即便陆舟对自己的能力还是相当有自信的，一时半会儿也想不出什么好的解决方法。

  摸着下巴琢磨了好久，最终他也只能给出了一个模棱两可的答复。

  “……我回去琢磨琢磨，如果有新的进展的话，我再告诉你。”

  见陆舟也想不出来很好的解决方法，杨旭已经渐渐开始不抱任何希望地叹了口气。

  “……我谢谢你了！”

  如果实在不行的话，他也只能宣布这条技术路线失败，改去思考其他可能的方向了。

  听到杨旭这声“谢谢”，陆舟倒是没有察觉到这位“已经开始怀疑人生的学术带头人”内心深处的绝望，反倒是有些不好意思笑了笑。

  “这有什么好谢我的……”

  这玩意儿要是能研究出来，那可又是一个几千上万亿的市场啊！

  就算他对钱不怎么感兴趣，这个课题背后所蕴含的价值，也值得他出手试一试了……