重生2014：大国科技之巅 第1226章 量子计算机的威力！

第1226章 量子计算机的威力！

就在世界各国乱成一锅粥，各种召开紧急会议面对无极量子超算中心带来的‘威胁’时。

另一边，华国，金陵。

川海材料研究所的总部，一间宽敞的实验室中，一群穿着白大褂的研究人员正分别站在不同的实验设备面前紧张的盯着上面的数据脸上均带着凝重的表情。

这些研究员都是锂空气电池研究实验室的，而他们正在进行的项目，也只有一个，那就是锂空气电池的研发。

但这并不是一条容易的道路，他们已经困在这上面好几年了。

在今年下半年的时候，锂空气电池研究实验室抛弃了原本传统碳基材料易与锂氧化物材料，重新调整了正极材料，用金属氧化物催化剂和隔离交换膜取代了前者。

尽管实验数据显示这是一个正确的方向，利用后者他们将锂空气电池的循环次数提升至120次以上，而纳米结构设计也显然增大反应活性面积。

但负责与空气进行交换氧气维持电解液反应的隔膜膜仍然有着不少的问题。

比如平衡孔隙率与机械强度远远达不到指标，隔离膜难以阻挡氮气的进入，这会生成生成不稳定的li3n等副产品，直接破坏容量等等问题。

看着那宛如股市暴跌一般锂盐含量曲线图，前些年从厦门大学那边挖过来的材料学教授罗林叹了口气，开口说道。

“看样子我们这次的设计又报废了。”

锂空气电池的隔离交换膜是电池中最重要的核心零件，它的作用是将氧气送入锂电池中，隔离氮气、水蒸气、二氧化碳、稀有气体等其他‘有害’的杂质。

事实上在这方面他们已经有了很好的进展。

除了氮气之外的绝大部分有害杂质都能通过去年新研究金属氧化物催化剂和隔离交换膜解决。

但然并卵

氮气不解决，锂空气电池根本就是个废物，运行不了几次就能直接变成没用的板砖给你看。

虽然这个说法有点夸张，但事实就是如此。

n与锂或反应中间产物发生非电化学副反应，会生成电化学惰性的氮化锂，这会极速消耗掉电解液中的锂的同时覆盖电极活性位点，导致容量骤减。

而锂空气电池之所以如此难研究，关键还是在于锂这种金属太过于活泼了。

氧气、氮气、水蒸气、氟、氯、溴、碘、硫、磷、一氧化碳、二氧化碳.几乎你能在大气中找到的大部分元素，都能和它在常温下反应。

这性质活泼的就像是公交车一样，谁都可以上。

实验室中，另一位叫做王安的科研人员摸了摸已经快秃到头顶的额角，皱着眉头思考了一会后开口道。

“但这已经是我们能研究出来的最好的方法了，总不能抛弃氧气去研究锂氮电池吧？”

一旁，另一位研究员摇着头开口道：“虽然说氮化锂确实可以应用在锂离子电池里面，但我们研究的是锂空气电池。”

“氮化锂作为快离子导体，与与锂空气电池的放电机制没有直接的关联。”

听到这话，王安也叹了口气，开口道：“三年了吧？我们在锂空气电池上的研究路线换了多少条了？”

有人耸了耸肩回道：“不知道，但应该有个两位数了。”

听到这个回答，王安露出了一抹苦涩的笑容：“有没有可能，锂空气电池根本就做不到？”

听到这话，会议室中一片沉默。

如果锂空气电池做不到的话，那他们这三年的时间以来一直都在忙什么？

当然，也没人反驳王安的话语。

事实上，电池界对锂空气电池的研究一直都是两面的，有支持的也有反对的。

支持者认为只要找到合适的交换膜就能够源源不断的利用氧气中的大气，创造出能量密度高达5200 wh/kg的锂空气电池。

而反对者则认为空气电极的致命缺陷根本就是个无法解决的问题，锂空气电池就是个骗经费的项目。

正当实验室中气氛一片死寂的沉默时，一道声音却是从门口的方向飘了过来。

“不，锂空气电池是可行的！”

推开门走进了实验室，看着实验室的所有人都齐刷刷地看向了自己，徐川脸上带着笑容，将从巴陵那边带回来的模拟计算数据放到了银白色的实验桌上，接着说道。

“我这边通过无极量子超算中心完成了对锂空气电池‘隔离交换膜’的模拟计算，通过基于《电化学的微观实质反应量子理论》构造的数学模型已经找到了至少一种可行的方法。”

“在回来的高铁上，我已经通过数学对这种‘隔离交换膜’进行了验证，理论上来说它完全可行。”

“你们最关心的氮气隔离问题或许能够通过它得到解决。”

实验室中，气氛再度沉寂了下来，不过这一次的气氛与之前的完全不同，所有人都带着茫然、惊讶、诧异等各种眼神看向徐川。

良久，刚刚才质疑锂空气电池是否可行的王安才深吸了口气，开口问道：“那我们应该怎么做？”

闻言，徐川笑了笑，指着桌上的u盘开口道：“答案就在里面！”

在徐川的安排下，锂空气电池研究实验室的科研人员在第一时间动了起来的，按照他传递回来的模拟计算数据开始进行实验制备。

经历了数个小时的忙碌后，锂空气电池研究实验室的科研人员终于将这层用于锂空气电池负极的‘交换隔离膜’制备了出来，随即紧锣密鼓的开始对其进行实验测试。

如此高的效率并不值得让人惊讶，毕竟川海材料研究所这边有着全世界最成熟最尖端的锂电池科研体系。

不夸张的说，任何一种能够用于锂电池研究的实验仪器与设备几乎都能在这里找到。

而在离子电导率和氧气透过率的实验室中，盯着电脑屏幕上的实验数据，专门亲自负责这一块测试实验的王安眼神中写满了震撼。

“不可思议，这层复合薄膜的稳定性好的有点过分了！”

就在他面前右手边的实验桌上，那里摆放着一套电池模具和一台保护气体操作箱，那是专门用来组装电池模具并进行测试的。

对于以锂电池起家的川海材料研究所来说，这样的实验设备没有一百套也有八十套。

当然，实验设备并不是值得关注的东西。

真正让王安惊叹震撼的是实验设备中临时组装起来的一份锂空气电池，以及屏幕上展示出来的测试实验数据。

屏幕上那离子电导率和氧气透过率的指标，几乎就像是焊死在标准线上一样，纹丝不动。

无论他怎么调整大气压还是给实验气体增加水蒸气、二氧化碳等有害杂质气体，那一层小小的薄膜就像是最负责的小区保安一样，将任何的非法人员（有害物质）都拦截在了锂电池外面。

唯有氧气，以及少部分对锂空气电池内部电解液无害的稀有气体能够进入其中。

最关键的还是氮气，他们之前费了数年时间研究都没能够解决的终极难题，现在已经完全得到了解决。

实验测试的数据显示，被这层‘隔离交换膜’保护在内的电解液中完全没有氮化锂的生成。

好吧，有还是有一点的。

但氮化锂的指标数据排在了最下面，生成的量按照实验次数来看完全不影响它的商业化使用。

盯着屏幕上的实验数据，从震撼中回过神来，王安似乎想起了什么，猛的站起身想将这份实验数据打印出来去找徐川汇报这个惊人的消息。

不过还没等他出门，实验室的大门就被人推开了。

看着急匆匆的王安，徐川笑着开口问道：“测试的结果怎么样了？”

实验室中，差点撞上了徐川的王安连忙停住了自己的脚步，眼中写满了震撼的神色。

“其他人负责的部分我不知道，但我这边负责的离子电导率和氧气透过率的指标已经初步完成。”

“离子电导率大于2.5x10，氧气透过率>85 barrer，氮气的阻隔性<10 g/m/d”

“整体来看，这种过沸石基体 氟基透气层 人工sei涂层的三明治结构的‘交换隔离膜’几乎完美的实现了“氧畅通过、水汽隔绝、枝晶抑制”三重目标。”

简单的汇报了一下实验数据后，他深吸了口气，脸上带着好奇的神色开口问道：“教授，我能问问，这层‘交换隔离膜’，是您研发的吗？”

也不怪他会这么想了，对于已经在锂空气电池的研发上失败了太多太多的次数的川海材料研究所来说，这种突然出现的‘交换隔离膜’宛如奇迹发生一般。

而除了徐川，老实说王安想不到还有谁能够直接弄出来‘交换隔离膜’。

倒不是其他人不行，而是这份‘交换隔离膜’实在是太完美了。

作为一名在锂电池行业工作了十几年的研究员，他相信如果是实验室的其他人制备出了可行的‘交换隔离膜’，也不可能一次性做到如此完美的程度。

因为‘交换隔离膜’是锂空气电池最核心、最复杂的部件。

它集成了催化剂层、气体扩散层和集流体三位一体，负责氧气的还原与析出、产物的储存/分解以及电子和气体的传输，其设计和材料直接决定了电池的性能、效率和寿命。

在设计研发的时候，要想同时解决这三个问题，难度实在是太大太大了。

其他的科研人员并不是没有机会解决这些难题，但曲玉龙相信他们和自己一样，顶多在某一个问题或者某一部分问题上做出突破。

但要同时满足催化剂层、气体扩散层和集流体三位一体，难度太大太大了。

这也是川海材料研究所会一直失败的原因，同时解决三个问题的难度实在太高了。

实验室中，徐川笑了笑，开口道：“一半吧，”

“虽然说进行模拟计算的是无极量子超算中心，但设计交换隔离膜材料的结构、性质、性能、计算理论和方法的确是我完成的。”

听到这个回答，王安深吸了口气，快速的问道：“我能请问一下，你是怎么解决氮气的透过隔离交换膜的吗？”

对于锂空气电池而言，阻止氮气透过隔离交换膜进入锂电池内部是最顶尖的难题。

尽管理论上来说氧气分子（o）的直径小于氮气分子（n），但两者差异仅在纳米级别范围内。

除非他们能够制造出氮气分子和氧气分子之间差距之间的隔离膜，否则根本就不可能阻挡氮气分子进入锂空气电池内部。

这也是难住全世界锂空电池研究机构的核心。

实验室中，徐川笑着摇摇头，开口道：“这并不是我解决的，而是量子计算机解决的。”

王安微愣了一下，追问道：“你是说建在巴陵的那座量子超算中心？它能够解决这个问题？！”

徐川点点头，笑道：“是的，我所做的，只不过是将符合锂空气电池隔离交换膜的指标按照《电化学的微观实质反应量子理论》设计出来，然后交给它去计算。”

“然后结果在两个半小时候后就到我手上了。”

听到这个回答，王安又愣了一下，有些不敢置信的咽了口唾沫。

他们研究了整整三年的难题，那台量子计算机两个半小时就解决了？

这怎么可能！

计算材料学他又不是没有研究过，虽然在某些领域的确很好用，但在涉及到高熵体系与无序材料、离子导电机理、强关联电子体系这些问题的时候就是一坨。

在这些领域中它模拟计算出来的东西可能还不如小孩子玩泥巴搓出来的玩具。

什么时候它有这种能力了？

如果这是真的，如果量子计算机连锂空气电池的隔离交换膜都能设计的话，那未来的材料研究.