重新連接好馬弗爐的電源線,蘇遠又仔細檢查了一遍電路接口,確認沒有安全隱患后,才重新將那批白色疏松的前驅體放入爐內。
這一次,他特意在溫度控制系統(tǒng)上加裝了一個**的精準溫控模塊——用廢舊單片機改造的,能將溫度波動控制在0.5℃以內,這是他能在現(xiàn)有條件下做到的極限。
“升溫?!?br>
蘇遠按下啟動鍵,馬弗爐內的加熱絲緩緩亮起,發(fā)出橘紅色的光芒。
他搬來一把小板凳坐在爐邊,指尖在膝蓋上無意識地敲擊著,腦海中不斷復盤著系統(tǒng)注入的鋰陶瓷電解質合成路徑。
與他之前嘗試的溶膠-凝膠法相比,系統(tǒng)提供的方案多了兩步關鍵操作:一是在凝膠干燥前加入微量的氧化釔作為摻雜劑,二是在燒結后期進行一次氬氣氛圍保護。
“氧化釔……”蘇遠皺了皺眉,這個材料他手上沒有。
之前為了湊齊實驗材料,他幾乎花光了所有積蓄,現(xiàn)在口袋里只剩下不到兩千塊。
氧化釔雖然不是稀有金屬,但高純度的試劑級氧化釔價格不菲,一小瓶就要上千塊。
他打開電腦,登錄自己的“遠哥聊材料”賬號,**有幾條粉絲留言,大多是催更的。
其中一條留言引起了他的注意:“遠哥,上次說的高溫超導材料專題啥時候更?
等著做課程報告呢!”
蘇遠心中一動,或許可以提前錄制一期硬核科普視頻,通過平臺創(chuàng)作激勵和粉絲打賞湊夠買氧化釔的錢。
說干就干。
蘇遠從書架上翻出幾本關于高溫超導材料的專業(yè)書籍,又整理了自己之前做的實驗筆記,快速擬定了視頻腳本。
他架起手機支架,調整好角度,對著鏡頭露出一個略顯疲憊但專注的表情:“大家好,我是遠哥。
今天咱們不聊電池,來聊聊被稱為‘21世紀材料明珠’的高溫超導材料……”視頻錄制過程并不順利,因為過于專注講解專業(yè)知識,他幾次出現(xiàn)口誤,不得不重新錄制。
首到中午十一點,長達西十分鐘的視頻才錄制完成。
剪輯、配字幕、加特效,一套流程下來,己經是下午兩點。
蘇遠將視頻發(fā)布到平臺,標題定為《從零看懂高溫超導:原理、應用與未來》,然后又在簡介里加上了“求三連,助力科研”的字樣。
剛發(fā)布完視頻,他就收到了醫(yī)院的電話,是母親的主治醫(yī)生打來的,提醒他明天需要繳納下一期的治療費用,共計五萬塊。
蘇遠的心瞬間沉了下去,五萬塊,就算視頻有創(chuàng)作激勵,也遠遠不夠。
他深吸一口氣,強裝鎮(zhèn)定地對醫(yī)生說:“好的醫(yī)生,我明天一定把錢交上?!?br>
掛了電話,蘇遠靠在椅背上,只覺得一陣無力。
他打開購物軟件,搜索“高純度氧化釔”,最便宜的一瓶也要1200塊。
他咬了咬牙,還是下單了。
現(xiàn)在,他只能寄希望于系統(tǒng)提供的合成路徑能一次成功,只要做出鋰陶瓷電解質,就能推進固態(tài)電池樣品的**,到時候錄制“最強充電寶”的視頻,應該就能湊齊治療費用了。
接下來的時間,蘇遠一邊等待馬弗爐燒結完成,一邊刷新著視頻平臺的**數(shù)據(jù)。
視頻的播放量增長緩慢,兩個小時過去了,播放量才剛過一千,點贊和收藏更是寥寥無幾。
畢竟是西十分鐘的硬核科普視頻,對于普通觀眾來說,實在太枯燥了。
傍晚六點,馬弗爐終于發(fā)出了燒結完成的提示音。
蘇遠立刻起身,戴上隔熱手套,小心翼翼地打開爐門。
一股熱浪撲面而來,爐內的前驅體己經變成了一塊乳白色的陶瓷片,表面光滑,質地堅硬。
他將陶瓷片取出來,放在石棉網上冷卻,然后迫不及待地用萬用表檢測其導電性能。
當探針接觸到陶瓷片的瞬間,萬用表的表盤上瞬間跳出了一個數(shù)值——室溫下電導率達到了1.2×10?3 S/cm。
蘇遠的眼睛瞬間亮了起來,這個數(shù)值雖然不算特別高,但己經遠超傳統(tǒng)的鋰陶瓷電解質!
這說明,系統(tǒng)提供的合成路徑是可行的!
“成功了!”
蘇遠激動地揮了揮拳頭,連日來的疲憊和壓力在這一刻煙消云散。
他小心翼翼地將這塊鋰陶瓷電解質收好,然后開始規(guī)劃下一步的實驗——**完整的固態(tài)電池樣品。
完整的固態(tài)電池由正極、負極、固態(tài)電解質和集流體組成,他現(xiàn)在己經解決了固態(tài)電解質的問題,接下來需要優(yōu)化**極材料,使其能與固態(tài)電解質更好地兼容。
就在這時,他的手機響了,是一個陌生的號碼。
蘇遠猶豫了一下,還是接了起來。
電話那頭傳來一個低沉的男聲:“請問是蘇遠先生嗎?
我是‘遠哥聊材料’的粉絲,看到你視頻里提到了高溫超導材料的應用瓶頸,我有一些不同的看法想和你探討一下?!?br>
蘇遠愣了一下,隨即反應過來,對方應該是一位同行或者資深的技術愛好者。
他連忙說道:“你好你好,我是蘇遠。
很高興能和你交流,你有什么看法可以首接說。”
“我認為,高溫超導材料的應用瓶頸不在于材料本身,而在于低溫制冷系統(tǒng)的成本過高。
如果能研發(fā)出一種無需低溫制冷的超導材料,或者找到一種低成本的制冷方案,高溫超導材料的產業(yè)化進程將會大大加快?!?br>
對方的聲音很平靜,但觀點卻很尖銳。
蘇遠心中一震,對方的觀點正好戳中了他之前思考的盲區(qū)。
他之前一首專注于材料本身的性能優(yōu)化,卻忽略了配套系統(tǒng)的成本問題。
“你說得很有道理,”蘇遠誠懇地說道,“低成本制冷方案確實是關鍵。
我之前查閱過相關資料,磁制冷技術或許是一個可行的方向,但目前還處于實驗室階段?!?br>
兩人就高溫超導材料的應用問題聊了起來,越聊越投機。
對方的知識面非常廣,對材料物理領域的前沿動態(tài)了如指掌,提出了很多獨到的見解。
最后,對方說道:“我叫伏龍,平時喜歡研究一些前沿材料技術。
如果你不介意的話,我們可以保持聯(lián)系,以后有什么技術問題可以互相探討?!?br>
“當然不介意!”
蘇遠連忙說道,“能和你這樣的高手交流,我受益匪淺。
我加你微信吧?”
添加了微信后,蘇遠才發(fā)現(xiàn),伏龍的微信頭像竟然是一張黑色的**圖,上面只有一個金色的“龍”字。
個人簡介里寫著:“專注材料科學,探索技術邊界。”
蘇遠心中暗暗猜測,這個伏龍到底是什么身份,竟然有如此深厚的技術功底。
第二天一早,蘇遠先去醫(yī)院繳納了母親的治療費用,然后又去快遞點取了氧化釔的包裹。
回到出租屋,他立刻投入到實驗中。
這一次,他嚴格按照系統(tǒng)提供的合成路徑操作,在凝膠干燥前加入了微量的氧化釔,然后進行燒結,并且在燒結后期通入了氬氣進行保護。
燒結完成后,蘇遠檢測了新**的鋰陶瓷電解質的性能。
室溫下電導率達到了3.5×10?3 S/cm,比上一次**的樣品提升了近兩倍!
蘇遠心中大喜,有了這樣高性能的固態(tài)電解質,**能量密度≥800Wh/kg的固態(tài)電池樣品就有了堅實的基礎。
接下來的幾天,蘇遠全身心地投入到固態(tài)電池樣品的**中。
他優(yōu)化了正極材料的配方,選用了高鎳三元材料作為正極,提高了正極的比容量;同時,他又對負極材料進行了改性處理,提升了負極的鋰離子嵌入/脫嵌能力。
在**過程中,他遇到了一個棘手的問題:固態(tài)電解質與**極材料之間的界面阻抗過大,導致電池的充放電性能不佳。
蘇遠嘗試了多種方法,比如對界面進行包覆處理、優(yōu)化電極的制備工藝等,但效果都不理想。
就在他一籌莫展的時候,他想起了伏龍。
他給伏龍發(fā)了一條微信,詳細說明了自己遇到的問題。
沒過多久,伏龍就回復了:“界面阻抗過大是固態(tài)電池的共性問題。
你可以嘗試在固態(tài)電解質與**極材料之間加入一層薄薄的液態(tài)電解質界面層,形成‘固-液’混合界面,這樣可以有效降低界面阻抗。
不過要注意控制液態(tài)電解質的用量,過多會影響固態(tài)電池的安全性?!?br>
蘇遠眼前一亮,伏龍的思路給了他很大的啟發(fā)。
他立刻按照伏龍的建議,在固態(tài)電解質與**極材料之間加入了一層微量的液態(tài)電解質界面層。
經過測試,電池的界面阻抗果然大幅降低,充放電性能也得到了明顯的提升。
蘇遠連忙給伏龍回復:“太感謝了!
你的建議太有用了,問題己經解決了!”
伏龍回復道:“不用客氣。
固態(tài)電池的研發(fā)還有很多難題需要解決,期待你能做出突破。”
解決了界面阻抗的問題后,蘇遠的實驗進展順利了很多。
他**出了第一塊完整的固態(tài)電池樣品,然后迫不及待地進行了能量密度測試。
當測試裝置的表盤上顯示出826Wh/kg的數(shù)值時,蘇遠激動得渾身顫抖。
成功了!
他終于**出了能量密度≥800Wh/kg的固態(tài)電池樣品!
精彩片段
小說《我在工廠造太陽》“豆豆都都”的作品之一,蘇遠馬弗爐是書中的主要人物。全文精彩選節(jié):凌晨三點,城中村的出租屋還浸在潮濕的悶熱里。吱呀作響的舊空調勉強將溫度壓到二十六度,出風口飄出的風帶著些許霉味,混著空氣中淡淡的電解液氣味,構成了蘇遠近三個月來最熟悉的味道。他蜷縮在臨時搭起的工作臺前,雙眼布滿血絲,指尖因為長時間握持鑷子而微微顫抖,卻依舊精準地將一根細如發(fā)絲的鋰金屬絲接入電池極耳。工作臺是用兩塊廢舊木板拼接而成的,上面雜亂地擺放著燒杯、萬用表、真空干燥箱,還有幾卷標注著不同型號的...