Глава 963: Перевозчик Кислорода
Самой сложной частью технологии литий-серных аккумуляторов был эффект челнока.
Эффект челнока возникает во время процесса зарядки и разрядки аккумулятора, когда промежуточный полисульфид (Li2Sx), образующийся на положительном электроде, растворяется в электролите, затем диффундирует через сепаратор к отрицательному электроду и, наконец, контактирует с металлическим литием.
Лу Чжоу смог разработать технологию литий-серных аккумуляторов, изобрел технологию и зарегистрировал патенты раньше, чем ExxonMobil. У него были огромные разногласия с профессором Стэнли по поводу технологии литий-серных батарей.
Профессор Стэнли, которого поддерживала ExxonMobil, использовал уловку, чтобы переманить ассистента из Института Саррота, украв модель молекул углерода в клетке профессора Саррота.
Но во всем этом была и обратная сторона.
Профессор Стэнли в конце концов каким-то образом помог Лу Чжоу выполнить миссию «Анализ углеродных наносфер под модифицированной пленкой PDMS», что помогло ему достичь 4 уровня материаловедения. Это косвенно привело его к получению Нобелевской премии…
Прошло много лет, но Лу Чжоу еще не успел поблагодарить этого профессора.
Черный порошок в пробирке был молекулами углерода в клетке профессора Стэнли, такими же, как углеродные наносферы, обнаруженные на Обломках №1.
Ян Сюй: «Что это…»
«Тип углеродных молекул в клетке, используемых для транспортировки молекул кислорода, хотя я предпочитаю называть это углеродными наносферами».
Лу Чжоу вложил пробирку в руки Ян Сюй и сказал: «Не забывайте, что в дополнение к камере газообмена и внешней диафрагме наш материал литиевого анода также имеет слой модифицированной пленки PDMS поверх него. Когда концентрация молекул кислорода по обеим сторонам пленки достигает определенного значения, они будут переносить молекулы кислорода с одной стороны на другую, как маленькие муравьи».
По сути, это добавило два уровня безопасности к системе разделения кислорода и азота. Первым слоем была экранирующая кислород мембрана, которая представляла собой смесь органических веществ, перечисленных на доске Лу Чжоу. Эта мембрана может поддерживать среду с 98% чистым кислородом!
Что касается второго уровня безопасности, то это была модифицированная пленка ПДМС на материале литиевого анода!
После добавления полых углеродных сфер модифицированная пленка PDMS на поверхности литиевого анода будет переносить молекулы кислорода на поверхность литиевого анода.
«… Мы даже можем контролировать скорость окисления лития, изменяя количество углеродных наносфер на пленке PDMS, косвенно контролируя производительность батареи».
Когда Ян Сюй услышал слова Лу Чжоу, он был потрясен.
Эта штука такая сильная?
Несмотря на то, что он хотел спросить Лу Чжоу, он был исследователем, у которого был образец прямо перед ним. Задавать вопрос было бы довольно глупо.
Не долго думая, он поднес пробирку к экспериментальному прибору.
Внутри устройства находилась форма для батарей и бокс для работы с защитным газом, которые использовались для сборки и проверки батарей.
Проверить изобретение Лу Чжоу было легко; ему даже не нужно было использовать полную литий-воздушную батарею.
Ему нужно было только изготовить лист металлического лития, покрытый модифицированным материалом PDMS и смешанный с углеродными наносферами. Затем ему нужно будет подвергнуть его воздействию ряда газовых сред, таких как чистый кислород, чистый углекислый газ, чистый азот и т. д. Он сразу же узнает, какие свойства пропускания кислорода у него есть.
После сложной подготовки и ожидания эксперимент, наконец, был проведен.
В обычной воздушной среде реакция не была очевидной. На поверхности было некоторое количество окисления, которое, как было подтверждено, было оксидом лития!
В среде азота и углекислого газа литий вообще не реагировал!
Что касается чисто кислородной среды…
Как сказал Лу Чжоу, весь литиевый анод претерпел огромные изменения.
Ян Сюй был так удивлен, что не знал, что сказать. Лу Чжоу улыбнулся и сказал: «Если бы вы наблюдали эти реакции под микроскопом, вы были бы еще более шокированы».
Ян Сюй сглотнул и сказал: «Итак… ты завершил этот эксперимент… давным-давно?»
Лу Чжоу: «Я же говорил вам, что провел этот эксперимент, когда еще преподавал в Принстоне, просто никогда не публиковал его».
Конечно, между этой углеродной наносферой и оригинальными наносферами, сделанными профессором Стэнли, было еще много отличий. .
Используя методы вычислительной химии, Лу Чжоу скорректировал положение нескольких больших π-связей на поверхности, тем самым увеличив ее свойства транспортировки кислорода.
Однако методы получения углеродных наносфер остались прежними.
«Это потрясающе…»
«Этот переносчик кислородного полимерного материала невероятен!»
Лу Чжоу посмотрел на Ян Сюя и с ностальгией сказал: «Это невероятно. На самом деле, меня всегда интересовал механизм этого процесса транспортировки. Я даже создал два набора теорий, но просто не могу доказать, какая из них верна».
Ян Сюй: «Как… ты это сделал?»
Лу Чжоу неловко рассмеялся и улыбнулся.
«Короче говоря, старый друг помог мне с синтезом молекул углерода в клетке, а затем я обнаружил небольшие улучшения в π-связях».
Конечно, самой важной частью был Обломок №1.
Без Обломков ему потребовались бы годы, чтобы найти полую углеродную сферу, совместимую с молекулами кислорода.
Ян Сюй: «Нет проблем с патентом?»
Лу Чжоу сразу же сказал: «Нет проблем, мой друг продал его мне по очень низкой цене».
Это произошло давно.
Вскоре после появления литий-серных батарей патенты ExxonMobil обесценились. Даже сам профессор Стэнли не знал, что его изобретение может быть применено к литий-воздушным батареям. Таким образом, Star Sky Technology смогла купить у него патент по очень низкой цене.
Конечно, тогда патент был на его имя, а не на Star Sky Technology.
Несмотря на то, что покупка патента не стоила больших денег, процесс был довольно громоздким.
Ян Сюй эмоционально сказал: «Ваш друг такой хороший человек».
Лу Чжоу искренне улыбнулся.
— Да, я согласен, он очень милый.
…
Теперь, когда проблема с фильтрацией молекул кислорода с помощью мембраны вкупе с углеродными наносферами была решена, можно было не сомневаться, что литий-воздушные батареи скоро оживут.
Позвонив Чэнь Юйшань и попросив ее заняться будущими патентами, Лу Чжоу покинул Институт перспективных исследований Цзиньлин.
Он пришел в институт ранним утром, а ушел уже ночью.
Использовать квантовый компьютер для моделирования было легко, так как ему просто нужно было поместить модель в компьютер. Эксперименты с углеродными наносферами заняли довольно много времени, тем более что он должен был покрыть металлический литий листом модифицированной пленки PDMS.
Лу Чжоу сел в машину Ван Пэна. Он не спал более 30 часов и собирался немного вздремнуть, когда директор Ли внезапно позвонил ему.
Прежде чем Лу Чжоу успел поздороваться, другая сторона заговорила агрессивно.
«Я прочитал ваш доклад! Это правда? Углеродные… Директор Ли вдруг понял, что говорить об этом по телефону небезопасно, поэтому сказал: «Подождите, я приду к вам домой».
Лу Чжоу зевнул и спросил: «Где ты сейчас?»
«Я в Пекине! Я лечу!»
Лу Чжоу: «…?»
Прежде чем он успел ответить, директор Ли закончила разговор.