学霸的研发中心 - 第一百二十六章 能源问题

    这么多电池技术，那个更适合下一代技术，非常不好做选择。
    三元锂电池能量密度高、价格便宜，拥有非常不错的前景，然而，三元锂电池在200度左右的时候会发生分解，电解液会迅速燃烧。温度过高、环境密闭的话，更加自燃和自爆的危险，另外如果回收不恰当，锂电池中的正极材料会造成重金属污染。
    但是，因其价格和性能关系，三元锂电池这款电池仍是当今主流。
    随着科技的发展，越来越高的性能，环境要求，急需更好的电池技术可以取代三元锂电池。
    经过这段时间的研究，周青心中有三个选择方向。
    第一种，氢燃料电池，既水解电池，基本原理就是电解水的逆反应，它不用充电，只需要加氢气，无污染、使用寿命长，排放也没有污染物，非常环保。
    氢气的生产不是采用电解获得，而是石油、煤、乙烯等原料进行处理时会以副产品的形式获得，相关资料显示，其年产氢气在200～300万吨，成本为20元～30元/吨，氢燃料电池汽车加气量约为67kg，续航就可达600700公里，成本上具有优势。
    但是，氢电池面临着一个严重的问题氢气的运输，氢气具有一个非常特殊的现象——氢脆，在压力超过一定压力和温度的情况下，氢气会逃逸到金属中，造成金属材料的脆化，因此，不能采用普通的钢瓶运输。此外，加氢站建设成本极高，这也变相提升了氢气的价格，必须先解决这些问题。
    第二种，石墨烯电池，以石墨烯材料为主体的电池，石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，常温下其电子迁移率超过15000cm2/vs，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只有10e8Ωm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。
    不过，几个原因使石墨烯应用变得非常困难。
    一，成本问题：传统导电炭黑和石墨都是论吨卖的(一吨几万元)，此时使用的材料就是石墨微片(可能有几十层)，根本不是单层或数层的石墨烯，用于制造电池的单层石墨烯材料，获取难度大，价值高昂。
    二，工艺特性不兼容。就是石墨烯比表面积过大，会对电池的分散均浆等工序带来一大堆工艺问题。
    三、石墨烯是可以做导电剂促进快充放，理论上可以提高倍率性能，且石墨烯如果把它展开与电极活性物质复合，会堵塞锂离子扩散的通道。
    ……。
    总而言之，石墨烯电池技术有许多要克服的难点。
    第三种，冷聚变电池，一种便宜，清洁，低能量级别的核反应技术。
    核反应有聚变与裂变，裂变指由重的原子分裂成轻的原子，过程中产生巨大的能量，并是地球上最常用的核电来源。聚变恰巧相反，在一定条件下、由小质量的原子核聚合成重的原子核，同时释放巨大能量。
    聚变和裂变需要强大的原子力量支撑，冷聚变则温和的多，比如：镍化晶体和氢离子的冷聚变反应，氢离子被吸入镍晶格中，晶格高频率震动，刺激其镍中的电子，迫使其融入氢离子里，形成缓慢移动的中子，镍迅速地吸收了这些中子，令它们变得不稳定，为了重新获取稳定状态，中子衰变成质子和电子，这种反应令镍转变为铜，并随之产生巨大能量。
    ……。
    周青默然看着实验台大屏幕的三种电池技术方案，陷入深思。
    选中的三样电池技术，各有侧重，性能各不相同，凭借着研发中心强大的功能，周青更倾向研发第三种电池技术。
    核聚变反应中，多个氢原子核被强行聚合形成一个重原子核，并伴随能量释放，也称为低能量核反应，冷核聚变则是在接近常温常压和相对简单的设备条件下发生核聚变反应。
    不同于热聚变，冷聚变是对于自然界已知存在的热核聚变（恒星内部热核反应）而提出的一种概念性‘设计’，这种设计将极大的降低反应要求，可以使用更普通而且简单的设备，同时也使聚核反应更安全。
    如果这项技术能实现，其影响力绝对超过研发中心所要求的a级，能源就是人类文明的血液，关乎人类文明发展的生死。
    地球赋予给人类的资源总有一天会枯竭，加上生态环境持续恶化，寻找与开发新的清洁能源，将成为一种战略必然。
    在工业革命时代之前，人类对能能源需求比较较简单，能源直接来源是动植物。
    进入工业革命，以蒸汽机，内燃机为代表，人类社会改变了能源利用方式，进而大量改变自然环境，创造出了璀璨的机械文明。
    人类文明进入电气革命时代，电力成为了一个新的载体和放大器，为人类利用能源提供了更为广阔的空间，大大提高了能源的利用效率。
    互联网时代，人类文明对能源的需求越发强烈，对太阳能，风能，核电……，等等各种新能源不断挖掘，人类文明的发展已经走到至关重要的关口。
    从人类社会的发展历史就是一部人类对能源利用的发展史，从钻木取火到第一次工业革命（蒸汽机发明）中间相隔了几万年的时间，从蒸汽机到内燃机，到电力中间只隔一百多年，从电到计算机，移动网络之间又缩短到不到一百年，而互联网的出现距离计算机出现更是只有四十年的时间……，能源利用范围跳档之间的时间窗口越来越短，人来社会形态的变化速度亦是越来越快。
    人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，如果人类文明不能突破能源发展的限制，那么可以想象，不就得将来，人类因为有限能源的争夺，第三次世界大战可能随时发生。
    反过来，如果人类文明能突破能源的限制，进入星际时代指日可待。
    源于此，周青更希望能借助研发中心强大的功能，突破第三种电池技术冷聚变，一劳永逸，解决人类的能源问题。