На самом деле, на этот раз Чэнь Юйшань ошибся.
После того как Лу Чжоу вернулся в Цзиньлин, он планировал еще одно отступление и не хотел покидать свой дом, пока не разгадает гипотезу Римана. Однако на нем лежала слишком большая ответственность.
Ян Сюй, директор Института вычислительных материалов, обратился к нему за помощью.
Он позвонил по поводу проекта литий-воздушной батареи, который был создан пару лет назад.
Лу Чжоу был очень удивлен. До конца прошлого года отчеты Института вычислительных материалов показали, что они добились значительного прогресса в исследованиях литий-воздушных батарей.
Однако, казалось, что в этом году все катится под откос?
Ван Пэн отвез Лу Чжоу в Институт перспективных исследований, и как только Лу Чжоу вошел в лабораторию, Ян Сюй схватил его за руку и позвал на помощь.
— Пожалуйста, помогите мне! Я не могу… больше так делать!”
— Заткнись, говори как следует. Я здесь. Это не похоже на то, что ты лежишь на смертном одре, скажи мне, что случилось, я посмотрю, смогу ли я помочь…”
Лу Чжоу был потрясен душевным состоянием Ян Сюя.
Став директором Института вычислительных материалов, он руководил многими успешными проектами и решал многие научно-исследовательские задачи в области материаловедения.
Для такого парня, как он, находящегося на переднем крае научных исследований, не было ничего необычного в том, чтобы сталкиваться с трудными проблемами, но на этот раз все было по-другому…
Честно говоря, Лу Чжоу было любопытно, какая проблема может мучить этого парня до такого уровня.
Ян Сюй: «помните ту пористую Кремниевую молекулярно-обменную мембрану, о которой я упоминал в отчете о ходе исследований некоторое время назад?”
Лу Чжоу вспомнил отчет и кивнул.
— Думаю, что да.”
Ян Сюй вздохнул и сказал: “Ну, согласно нашему экспериментальному анализу, мы обнаружили, что когда этот вид пористого кремниевого материала помещается под определенную разницу давлений, молекулы газа на стороне высокого давления медленно транспортируют молекулы определенного диаметра на сторону низкого давления. Наша проектная группа немедленно продолжила Это исследование и создала обменную мембрану, способную экранировать молекулы газа в диапазоне диаметров 3,4-3,5 А.”
Лу Чжоу: «разве это не хорошо?”
Диаметр молекулы кислорода составлял 3,46 а, что оказалось в пределах этого диапазона. Несмотря на то, что молекулы газа аргона имели диаметр 3,4 А, что также было в пределах диапазона экранирования, аргон редко встречался в природе, поэтому он не имел значительного эффекта.
“Это совсем не хорошо. Ян Сюй нахмурился и покачал головой. Затем он сказал: «верхняя и нижняя границы диапазона экранирования не фиксированы; они изменяются с давлением… вы понимаете, что я пытаюсь сказать?”
У Лу Чжоу было выражение понимания.
“О, я понимаю, понимаю, в чем проблема.”
По сути, эта пористая мембрана молекулярного обмена на основе кремния была похожа на гибкую рыболовную сеть. Когда рыболовная сеть расширилась, то же самое сделали отверстия рыболовной сети…
Поэтому единственным решением было поддерживать постоянное давление воздуха с обеих сторон, чтобы только молекулы кислорода могли проходить через мембрану…
Но это было совершенно невозможно.
Ян Сюй дал понять,что диапазон экранирования изменяется линейно с разницей давлений между двумя сторонами.
Забудьте о технических затратах на поддержание давления воздуха на таком точном уровне, с точки зрения безопасности было опасно допускать окислительно-восстановительную реакцию при нестабильном уровне кислорода.
Литий-металл-это не шутка, он может самопроизвольно взорваться в любой момент!
Если бы было хоть какое-то загрязнение, у них была бы бомба на руках.
“Мы застряли здесь на полгода. Ян Сюй покачал головой и сказал: “мы испробовали все, что могли.”
Лу Чжоу подумал секунду и сказал: “У вас есть какие-нибудь симуляции? Дайте-ка подумать.”
“Следовать за мной.”
Ян Сюй подошел к компьютеру и щелкнул мышкой. Вскоре после этого на экране перед Лу Чжоу появилось трехмерное композиционное изображение молекулярно-обменной мембраны на основе кремния с пористой сетчатой структурой.
Ян Сюй указал на изображение на экране и заговорил.
“Мы попытались увеличить поверхностное давление на одной стороне обменной мембраны, что заставляет молекулы определенного диаметра проходить через молекулярную обменную мембрану с постоянной скоростью…”
Ян Сюй снова щелкнул мышкой.
Зеленые и красные точки появились по бокам мембраны молекулярного обмена, и они начали собираться к поверхности мембраны.
“ … Когда поверхностное давление мембраны достигает уровня а, молекулы кислорода начинают двигаться через молекулярно-обменную мембрану в газообменную камеру литий-воздушной батареи. Но когда поверхностное давление продолжает увеличиваться, что увеличивает разницу давлений, азот также начнет проходить через обменную мембрану…
«Однако, в то время как разница давлений изменяется от А до В, значительное количество молекул азота уже медленно проникает через мембрану.”
Красные точки на экране, представляющие молекулы азота, прошли через обменную мембрану, соприкоснувшись с литиевым анодом.
Лу Чжоу посмотрел на демонстрацию программного обеспечения Ян Сюя и с достоинством посмотрел на него.
После демонстрации Ян Сюй вздохнул и сел в компьютерное кресло.
“Мы нашли решения для молекул воды, углекислого газа и даже монооксида углерода и двуокиси серы. Но азот … это слишком сложно. Они похожи на стаю мух, их невозможно поймать.”
Хотя азот мог использоваться в качестве защитного газа в большинстве ситуаций, таких как пищевая промышленность, он не был применим к литий-воздушным батареям. Главным образом потому, что азот будет реагировать с литием, образуя Li3N.
Если газообразный азот проникнет в систему циркуляции литий-воздушной батареи, то вся батарея будет разрушена в течение нескольких циклов.
Причина, по которой литий-воздушные батареи было так трудно производить, заключалась в том, что литий был очень реактивным. Количество примесей, которые необходимо было устранить, было чрезвычайно велико.
В свое время знаменитая Лаборатория IBM в Альмадене пыталась исследовать литий-воздушные батареи. Они даже использовали какую-то технологию распределенных вычислений, располагая каждый атом кислорода точно в литиевый анод…
Конечный результат был очевиден. Они с треском провалились.
Даже богатая и могущественная IBM была вынуждена прекратить этот сжигающий деньги проект.
Несмотря на то, что институт вычислительных материалов добился некоторого успеха в своих исследованиях, если они не смогут избавиться от примесей в Газе, их исследования станут совершенно бесполезными.
Прежде чем обратиться за помощью к Лу Чжоу, Ян Сюй и его команда по проекту литий-воздушной батареи застряли в этом узком месте на полгода. Они не смогли добиться никакого прогресса.
Ян Сюй знал, что если он сам не сможет решить эту проблему, то никто другой в Институте перспективных исследований не сможет, кроме отца вычислительного материаловедения—профессора Лу.
Однако, несмотря на то, что Лу Чжоу был уверен в своих силах, он не смог найти решение.
Он долго размышлял и сказал: “я посмотрю. Если я что-нибудь найду, я тебе скажу.”
Видя, что даже Лу Чжоу не в состоянии придумать решение, Ян Сюй постепенно терял надежду.
“… Спасибо.”
Хуже того, ему придется отказаться от этого технического маршрута и начать исследовать другие направления.
Лу Чжоу не понимал, насколько безнадежен Ян Сюй, поэтому он неловко улыбнулся и заговорил.
— Всегда пожалуйста “…”
Этот исследовательский проект может стоить миллиарды, а то и триллионы!
Деньги меня не интересуют, но этот исследовательский проект очень ценен. Это стоит попробовать…
Если вы обнаружите какие-либо ошибки ( неработающие ссылки, нестандартный контент и т. д.. ), Пожалуйста, дайте нам знать , чтобы мы могли исправить это как можно скорее.
