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學霸的研發中心 正文 第一百二十六章 能源問題

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    這么多電池技術,那個更適合下一代技術,非常不好做選擇。

    三元鋰電池能量密度高、價格便宜,擁有非常不錯的前景,然而,三元鋰電池在200度左右的時候會發生分解,電解液會迅速燃燒。溫度過高、環境密閉的話,更加自燃和自爆的危險,另外如果回收不恰當,鋰電池中的正極材料會造成重金屬污染。

    但是,因其價格和性能關系,三元鋰電池這款電池仍是當今主流。

    隨著科技的發展,越來越高的性能,環境要求,急需更好的電池技術可以取代三元鋰電池。

    經過這段時間的研究,周青心中有三個選擇方向。

    第一種,氫燃料電池,既水解電池,基本原理就是電解水的逆反應,它不用充電,只需要加氫氣,無污染、使用壽命長,排放也沒有污染物,非常環保。

    氫氣的生產不是采用電解獲得,而是石油、煤、乙烯等原料進行處理時會以副產品的形式獲得,相關資料顯示,其年產氫氣在200300萬噸,成本為20元30元噸,氫燃料電池汽車加氣量約為67kg,續航就可達600700公里,成本上具有優勢。

    但是,氫電池面臨著一個嚴重的問題氫氣的運輸,氫氣具有一個非常特殊的現象氫脆,在壓力超過一定壓力和溫度的情況下,氫氣會逃逸到金屬中,造成金屬材料的脆化,因此,不能采用普通的鋼瓶運輸。此外,加氫站建設成本極高,這也變相提升了氫氣的價格,必須先解決這些問題。

    第二種,石墨烯電池,以石墨烯材料為主體的電池,石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料,常溫下其電子遷移率超過15000cm2vs,又比納米碳管或硅晶體高,而電阻率只有10e8m,比銅或銀更低,為世上電阻率最小的材料。

    不過,幾個原因使石墨烯應用變得非常困難。

    一,成本問題:傳統導電炭黑和石墨都是論噸賣的,此時使用的材料就是石墨微片,根本不是單層或數層的石墨烯,用于制造電池的單層石墨烯材料,獲取難度大,價值高昂。

    二,工藝特性不兼容。就是石墨烯比表面積過大,會對電池的分散均漿等工序帶來一大堆工藝問題。

    三、石墨烯是可以做導電劑促進快充放,理論上可以提高倍率性能,且石墨烯如果把它展開與電極活性物質復合,會堵塞鋰離子擴散的通道。

    ……。

    總而言之,石墨烯電池技術有許多要克服的難點。

    第三種,冷聚變電池,一種便宜,清潔,低能量級別的核反應技術。

    核反應有聚變與裂變,裂變指由重的原子分裂成輕的原子,過程中產生巨大的能量,并是地球上最常用的核電來源。聚變恰巧相反,在一定條件下、由小質量的原子核聚合成重的原子核,同時釋放巨大能量。

    聚變和裂變需要強大的原子力量支撐,冷聚變則溫和的多,比如:鎳化晶體和氫離子的冷聚變反應,氫離子被吸入鎳晶格中,晶格高頻率震動,刺激其鎳中的電子,迫使其融入氫離子里,形成緩慢移動的中子,鎳迅速地吸收了這些中子,令它們變得不穩定,為了重新獲取穩定狀態,中子衰變成質子和電子,這種反應令鎳轉變為銅,并隨之產生巨大能量。

    ……。

    周青默然看著實驗臺大屏幕的三種電池技術方案,陷入深思。

    選中的三樣電池技術,各有側重,性能各不相同,憑借著研發中心強大的功能,周青更傾向研發第三種電池技術。

    核聚變反應中,多個氫原子核被強行聚合形成一個重原子核,并伴隨能量釋放,也稱為低能量核反應,冷核聚變則是在接近常溫常壓和相對簡單的設備條件下發生核聚變反應。

    不同于熱聚變,冷聚變是對于自然界已知存在的熱核聚變而提出的一種概念性設計,這種設計將極大的降低反應要求,可以使用更普通而且簡單的設備,同時也使聚核反應更安全。

    如果這項技術能實現,其影響力絕對超過研發中心所要求的a級,能源就是人類文明的血液,關乎人類文明發展的生死。

    地球賦予給人類的資源總有一天會枯竭,加上生態環境持續惡化,尋找與開發新的清潔能源,將成為一種戰略必然。

    在工業革命時代之前,人類對能能源需求比較較簡單,能源直接來源是動植物。

    進入工業革命,以蒸汽機,內燃機為代表,人類社會改變了能源利用方式,進而大量改變自然環境,創造出了璀璨的機械文明。

    人類文明進入電氣革命時代,電力成為了一個新的載體和放大器,為人類利用能源提供了更為廣闊的空間,大大提高了能源的利用效率。

    互聯網時代,人類文明對能源的需求越發強烈,對太陽能,風能,核電……,等等各種新能源不斷挖掘,人類文明的發展已經走到至關重要的關口。

    從人類社會的發展歷史就是一部人類對能源利用的發展史,從鉆木取火到第一次工業革命中間相隔了幾萬年的時間,從蒸汽機到內燃機,到電力中間只隔一百多年,從電到計算機,移動網絡之間又縮短到不到一百年,而互聯網的出現距離計算機出現更是只有四十年的時間……,能源利用范圍跳檔之間的時間窗口越來越短,人來社會形態的變化速度亦是越來越快。

    人類對能源的需求越來越大,世界能源危機日益突出,如果人類文明不能突破能源發展的限制,那么可以想象,不就得將來,人類因為有限能源的爭奪,第三次世界大戰可能隨時發生。

    反過來,如果人類文明能突破能源的限制,進入星際時代指日可待。

    源于此,周青更希望能借助研發中心強大的功能,突破第三種電池技術冷聚變,一勞永逸,解決人類的能源問題。

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