0148 石墨烯电池?你是民科么?
类别:
科幻灵异
作者:
痴鲸字数:3616更新时间:22/07/16 19:50:25
千颜在凌晨升级完毕,一个小时后,晓棠才来到医护区,也不理会缩在夏鸣怀里,打着细碎呼噜的小欢,摇醒了夏鸣。
“好了些,开始吧”,享受完一顿提前的早餐,夏鸣振作精神,接通了千颜,千颜的虚拟影像出现在眼前,温柔地笑着:“你好,夏鸣,请吩咐。”
夏鸣问:“感觉怎么样?”
“世界变得更大,我看得更远,思维也更敏锐”,千颜柔柔说着,夏鸣向晓棠翘了个大拇指,晓棠仰仰下巴,不客气地收下了赞扬。
对千颜来说,“世界”就是她思维所能触及的问题和知识,当她变得更强大时,能理解更多问题,思考也更快速,对她来说,就是世界拓展了。而发挥这样的能力,就是她生命的意义,如果她真的有生命的话。
“你应该已经有几个方向了吧”,晓棠也没走,要帮夏鸣完成“起手势”。
夏鸣的确有了一些方向,有常规电池,有燃料电池,太阳能也是备选,核电池甚至小型核反应堆都在列表上。如果其他路都走不通,风险再大,他也得选择核路线。
“石墨烯电池有希望吗?”夏鸣先谈常规方向。
晓棠给了他一个白眼:“你还是科学家呢,这种民科的东西你也信?”
石墨烯这个概念已经热了好些年,它就是石墨里单层碳原子连接而成的晶体,因为只有一层原子那么厚,从宏观上说它就是二维尺度的结构。
石墨烯的发现过程至今为科学家所津津乐道,两个英国佬完全是用胶带一层层将石墨粘开,最后粘出了二维存在的石墨烯。
石墨烯因为具备碳晶体的单层网格结构,在强度、透光和导电性能方面拥有优异的性能。被人类称作是新一代的“万能材料”。
材料强度不够?加点石墨烯。导电性能不足?加点石墨烯。导热差?加点石墨烯。
这都不算什么,石墨烯还被宣称为替代硅成为下一代计算机的核心基石。而石墨烯的导电性能,也让很多人对其在能源领域,比如说电池的应用寄予厚望,石墨烯电池就被吹捧为充电10分钟跑1000公里的能源新星。
可石墨烯,至少是这几年的石墨烯产业。更多是舆论炒作起来的泡沫。最大的问题是,石墨烯是二维晶体,它的大规模商业化生产,在技术上还是条难以逾越的坎。
舆论对石墨烯的炒作手段,在于混淆了石墨烯作为微观和宏观两个领域内的不同应用。不仅是石墨烯,在所有纳米材料上,都存在这样的问题。
石墨烯作为添加剂可以对其他材料进行很多方向的强化,但这种变化并不是革命性的。投机资本更乐意渲染石墨烯会开创多少新应用,会对多少领域有革命性的影响。
但他们渲染的那些方向。是石墨烯单独作为宏观存在时的应用。
作为添加剂的石墨烯,对石墨粉做简单的加工就能获得。但要让石墨烯可以单独应用,就不是石墨粉里解离出来的那丁点大的结构能顶事的,更不是拿小片石墨烯就能拼成大片石墨烯的,记住,它是二维晶体。
为投机资本服务的媒体一直在鼓吹石墨烯的价格已经跌到多少了,标志着石墨烯产业有多少成熟度了。这些媒体绝不会告诉公众,石墨烯的价格还有另外一个维度:面积。
1克1元的石墨烯。也就是面积不到1平方微米的结构。而面积能到一平方米的石墨烯,至今还没谁能造得出来。只有三星、ibm之类的企业。目前造出了上百平方厘米的石墨烯,但单片的价格都是按照1平方厘米100美元起算的,面积越大,均价越高。
投机资本推动媒体鼓噪的就是这种石墨烯的应用,现实中大家都还在找石墨烯作为添加剂的各种应用。但股民不知道啊,所以在国内。“石墨烯概念股”也着实红火了好几年,直到几年后发现这些企业一直没折腾出什么东西,这股石墨烯热才渐渐降温。至于又留下了一个跟光伏产业差不多的大坑,这种事投机资本可不在乎,他们在股市和政府那已经捞够了。
“冤枉啊”。夏鸣申辩道:“这些我当然知道,可你不是有突破了吗?”
没错,晓棠研究锚标组件的那层外包装,一直没什么进展,却意外地点亮了石墨烯制造工艺科技树上的另一个分支。
她通过编辑克隆神经元的dna,制造出了在电场中可以吸附石墨烯的特殊蛋白质,原理跟cvd生产制备法差不多,但基体换成了蛋白质。在她的材料实验室里,已经产出了二十平方厘米的石墨烯。如果不是这段时间忙着小萍的手术,还有千颜的升级,她差不多可以破三星和ibm的纪录了。
晓棠再给了夏鸣一击:“那你知不知道,所谓的石墨烯电池,根本就是个谎言?”
“唔……啊?”夏鸣赶紧让夏小颜找资料,没一会儿,他也苦笑起来。
还真是个谎言,“石墨烯电池”这个概念就有问题,石墨烯作为阴极的添加剂,可以提升充电速度,这倒是没错,但也有一些副作用,好坏难以评估,还没哪家电池公司为了那点充电效率去烧钱。至于石墨烯作为阳极,似乎在理论上对电池容量有很大提升,但单层碳原子结构带来的大比表面积,又背离现有电池的工艺原理。
“石墨烯材料目前可以期待的前景是柔性电子屏幕,柔性电子元件以及与硅晶体混合制造新一代计算机芯片等等方向,石墨烯电池需要推翻现有电池工业体系才能实现,并且效能跟现有电池依旧处于同一量级。”
就在晓棠和夏鸣唠叨的这几分钟里,千颜也已经给出了评估报告。
晓棠叹道:“我看啊,还是核电池的方向保险一点,当然。搞这个就有现实风险。”
核电池倒的确可行,至少在宇航领域已经投入实用了。华夏的“天宫三号”空间站就用了核电池,七年前登上火星的美国好奇号火星车,装的也是核电池,所以没有太阳能板,当时还真让不少人很好奇。
核电池也没那么可怕。以前老式的心脏起搏器,也是用的核电池。
不过核电池分两类,一类是靠辐射提供电力,一类是靠热能转换电力。前者的功率小得可怜,要用作动力,只能用后者。后者材料一般是钚238,需要将热能转换为电能。
“1千克钚238热功率等于570瓦功率的电炉,好奇号火星车的核电池装置重45公斤,发电功率140瓦。卡西尼-惠更斯号土星探测飞船的核电池,发电功率880瓦。在现有基础上做改进的话,500公斤的核电池组可以实现3千瓦发电功率。”
“但要推动10兆瓦vasimr做到两个月内平均时速10.4万公里,还远远不够,整个探测器的设计总重是1.2吨,如果探测设备为200公斤,10兆瓦vasimr的设计重量就不能超过500公斤,分析200千瓦vasimr的结构和重量。在十五个月内实现这个目标的可能性不到20%。”
“另外,在公开资料里。具备钚238规模生产能力的只有美国,年产量不到1公斤,属于国家核心战略资源。同位素钚239用于核武器制造,生产成本为每克5000美元,钚238的生产成本至少是239的两倍以上。”
“即使美国愿意出售钚238,也不容许出境。只能将发动机和探测器全交给美国,由美国总成和发射。”
千颜的分析断绝了夏鸣用核电池的念头,正看着ar视野里千颜列出的各种电池技术,千颜又道:“如果把探测器的重量限制在500公斤内,并且让火箭送到4万公里的高轨道。赋予探测器足够的初速,那么用改进后的太阳能电池技术,200公斤的太阳能电池组可以为300公斤的1兆瓦vasimr提供动力,让探测器在90天内飞临智神星。根据我所搜寻的学术资料分析,可能性在70%以上。”
千颜果然不愧是强大的gei,理解了夏鸣的通盘构想后,运用近于人但更快更准确的思维能力,找到了一个勉强可行的方案,只是……
晓棠问:“探测设备,还有控制系统怎么办?”
夏鸣眼里闪起光芒,他看到了希望:“从电池和发动机上挤出100公斤的余量,神经元芯片做控制系统,重量很少,探测设备……只要摄像头和探照灯就行了。”
“千颜mini!?”晓棠也明白了:“好办法,就是不好跟你招揽的那些人交代。而且,万一不是像集齐三个组件那样,只靠看的就行了怎么办?”
夏鸣说:“这是第一步,越快越好,第一步跨出去的时候,我们马上准备第二步。如果只用看的就行,那是我们运气好,不行的话,第二个探测器也能接着上天,我们甚至得准备好第三步,把人送过去。”
太阳能电池也只是应急,并不意味着在能源方面可以松手了,夏鸣依旧得尽快在能源技术上有所突破,不然无法支持第二步计划。
“这可是大把大把的钱啊,希望我们那几家公司能撑得住”,晓棠幽幽一叹。
夏鸣淡然道:“砸锅卖铁也得干啊。”
第二天,跳板项目组的成员们喜滋滋地接通了千颜,然后收到了夏鸣的语音邮件。
夏鸣的声音有些沙哑,但说的事情却让大家欢欣鼓舞。
计划更改,先着手研制1兆瓦的vasimr,这个难度就不高了,有超级gei在,设备材料齐全,只需要最多半个月搞可行性验证,如果一切顺利,可行性验证直接转到实机制造,乐观估计最多两个月。
接下来的指令却让他们目瞪口呆,搞定了1兆瓦的,接着搞10兆瓦!
“小夏真的是疯了啊”,东方胜嘀咕着,可他和所有人一样,楞了一阵子后,脸上升起比刚才还灿烂的笑容。
不再是一次疯狂的赌博,而是稍稍变得正经了一些,周期又更长,对科学家来说,当然是大好事。
不过负责火箭总成的却在嘀咕,夏鸣只给了控制和探测系统100公斤的质量指标,这能干什么?(未完待续。)