第1226章 量子計算機的威力！
第1226章 量子計算機的威力！
就在世界各國亂成一鍋粥，各種召開緊急會議面對無極量子超算中心帶來的『威脅』時。
另一邊，華國，金陵。
川海材料研究所的總部，一間寬敞的實驗室中，一群穿著白大褂的研究人員正分別站在不同的實驗設備面前緊張的盯著上面的數據臉上均帶著凝重的表情。
這些研究員都是鋰空氣電池研究實驗室的，而他們正在進行的項目，也只有一個，那就是鋰空氣電池的研發。
但這並不是一條容易的道路，他們已經困在這上面好幾年了。
在今年下半年的時候，鋰空氣電池研究實驗室拋棄了原本傳統碳基材料易與鋰氧化物材料，重新調整了正極材料，用金屬氧化物催化劑和隔離交換膜取代了前者。
儘管實驗數據顯示這是一個正確的方向，利用後者他們將鋰空氣電池的循環次數提升至120次以上，而納米結構設計也顯然增大反應活性面積。
但負責與空氣進行交換氧氣維持電解液反應的隔膜膜仍然有著不少的問題。
比如平衡孔隙率與機械強度遠遠達不到指標，隔離膜難以阻擋氮氣的進入，這會生成生成不穩定的Li3N等副產品，直接破壞容量等等問題。
看著那宛如股市暴跌一般鋰鹽含量曲線圖，前些年從廈門大學那邊挖過來的材料學教授羅林嘆了口氣，開口說道。
「看樣子我們這次的設計又報廢了。」
鋰空氣電池的隔離交換膜是電池中最重要的核心零件，它的作用是將氧氣送入鋰電池中，隔離氮氣、水蒸氣、二氧化碳、稀有氣體等其他『有害』的雜質。
事實上在這方面他們已經有了很好的進展。
除了氮氣之外的絕大部分有害雜質都能通過去年新研究金屬氧化物催化劑和隔離交換膜解決。
但然並卵
氮氣不解決，鋰空氣電池根本就是個廢物，運行不了幾次就能直接變成沒用的板磚給你看。
雖然這個說法有點誇張，但事實就是如此。
N與鋰或反應中間產物發生非電化學副反應，會生成電化學惰性的氮化鋰，這會極速消耗掉電解液中的鋰的同時覆蓋電極活性位點，導致容量驟減。
而鋰空氣電池之所以如此難研究，關鍵還是在於鋰這種金屬太過於活潑了。
氧氣、氮氣、水蒸氣、氟、氯、溴、碘、硫、磷、一氧化碳、二氧化碳.幾乎你能在大氣中找到的大部分元素，都能和它在常溫下反應。
這性質活潑的就像是公交車一樣，誰都可以上。
實驗室中，另一位叫做王安的科研人員摸了摸已經快禿到頭頂的額角，皺著眉頭思考了一會後開口道。
「但這已經是我們能研究出來的最好的方法了，總不能拋棄氧氣去研究鋰氮電池吧？」
一旁，另一位研究員搖著頭開口道：「雖然說氮化鋰確實可以應用在鋰離子電池裡面，但我們研究的是鋰空氣電池。」
「氮化鋰作為快離子導體，與與鋰空氣電池的放電機制沒有直接的關聯。」
聽到這話，王安也嘆了口氣，開口道：「三年了吧？我們在鋰空氣電池上的研究路線換了多少條了？」
有人聳了聳肩回道：「不知道，但應該有個兩位數了。」
聽到這個回答，王安露出了一抹苦澀的笑容：「有沒有可能，鋰空氣電池根本就做不到？」
聽到這話，會議室中一片沉默。
如果鋰空氣電池做不到的話，那他們這三年的時間以來一直都在忙什麼？
當然，也沒人反駁王安的話語。
事實上，電池界對鋰空氣電池的研究一直都是兩面的，有支持的也有反對的。
支持者認為只要找到合適的交換膜就能夠源源不斷的利用氧氣中的大氣，創造出能量密度高達5200 Wh/kg的鋰空氣電池。
而反對者則認為空氣電極的致命缺陷根本就是個無法解決的問題，鋰空氣電池就是個騙經費的項目。
正當實驗室中氣氛一片死寂的沉默時，一道聲音卻是從門口的方向飄了過來。
「不，鋰空氣電池是可行的！」
推開門走進了實驗室，看著實驗室的所有人都齊刷刷地看向了自己，徐川臉上帶著笑容，將從巴陵那邊帶回來的模擬計算數據放到了銀白色的實驗桌上，接著說道。
「我這邊通過無極量子超算中心完成了對鋰空氣電池『隔離交換膜』的模擬計算，通過基於《電化學的微觀實質反應量子理論》構造的數學模型已經找到了至少一種可行的方法。」
「在回來的高鐵上，我已經通過數學對這種『隔離交換膜』進行了驗證，理論上來說它完全可行。」
「你們最關心的氮氣隔離問題或許能夠通過它得到解決。」
實驗室中，氣氛再度沉寂了下來，不過這一次的氣氛與之前的完全不同，所有人都帶著茫然、驚訝、詫異等各種眼神看向徐川。
良久，剛剛才質疑鋰空氣電池是否可行的王安才深吸了口氣，開口問道：「那我們應該怎麼做？」
聞言，徐川笑了笑，指著桌上的U盤開口道：「答案就在裡面！」
在徐川的安排下，鋰空氣電池研究實驗室的科研人員在第一時間動了起來的，按照他傳遞迴來的模擬計算數據開始進行實驗製備。
經歷了數個小時的忙碌後，鋰空氣電池研究實驗室的科研人員終於將這層用於鋰空氣電池負極的『交換隔離膜』製備了出來，隨即緊鑼密鼓的開始對其進行實驗測試。
如此高的效率並不值得讓人驚訝，畢竟川海材料研究所這邊有著全世界最成熟最尖端的鋰電池科研體系。
不誇張的說，任何一種能夠用於鋰電池研究的實驗儀器與設備幾乎都能在這裡找到。
而在離子電導率和氧氣透過率的實驗室中，盯著電腦屏幕上的實驗數據，專門親自負責這一塊測試實驗的王安眼神中寫滿了震撼。
「不可思議，這層複合薄膜的穩定性好的有點過分了！」
就在他面前右手邊的實驗桌上，那裡擺放著一套電池模具和一台保護氣體操作箱，那是專門用來組裝電池模具並進行測試的。
對於以鋰電池起家的川海材料研究所來說，這樣的實驗設備沒有一百套也有八十套。
當然，實驗設備並不是值得關注的東西。
真正讓王安驚嘆震撼的是實驗設備中臨時組裝起來的一份鋰空氣電池，以及屏幕上展示出來的測試實驗數據。
屏幕上那離子電導率和氧氣透過率的指標，幾乎就像是焊死在標準線上一樣，紋絲不動。
無論他怎麼調整大氣壓還是給實驗氣體增加水蒸氣、二氧化碳等有害雜質氣體，那一層小小的薄膜就像是最負責的小區保安一樣，將任何的非法人員（有害物質）都攔截在了鋰電池外面。
唯有氧氣，以及少部分對鋰空氣電池內部電解液無害的稀有氣體能夠進入其中。
最關鍵的還是氮氣，他們之前花費了數年時間研究都沒能夠解決的終極難題，現在已經完全得到了解決。
實驗測試的數據顯示，被這層『隔離交換膜』保護在內的電解液中完全沒有氮化鋰的生成。
好吧，有還是有一點的。
但氮化鋰的指標數據排在了最下面，生成的量按照實驗次數來看完全不影響它的商業化使用。
盯著屏幕上的實驗數據，從震撼中回過神來，王安似乎想起了什麼，猛的站起身想將這份實驗數據列印出來去找徐川匯報這個驚人的消息。
不過還沒等他出門，實驗室的大門就被人推開了。
看著急匆匆的王安，徐川笑著開口問道：「測試的結果怎麼樣了？」
實驗室中，差點撞上了徐川的王安連忙停住了自己的腳步，眼中寫滿了震撼的神色。
「其他人負責的部分我不知道，但我這邊負責的離子電導率和氧氣透過率的指標已經初步完成。」
「離子電導率大於2.5×10，氧氣透過率>85 Barrer，氮氣的阻隔性<10 g/m/d」
「整體來看，這種過沸石基體+氟基透氣層+人工SEI塗層的三明治結構的『交換隔離膜』幾乎完美的實現了「氧暢通過、水汽隔絕、枝晶抑制」三重目標。」
簡單的匯報了一下實驗數據後，他深吸了口氣，臉上帶著好奇的神色開口問道：「教授，我能問問，這層『交換隔離膜』，是您研發的嗎？」
也不怪他會這麼想了，對於已經在鋰空氣電池的研發上失敗了太多太多的次數的川海材料研究所來說，這種突然出現的『交換隔離膜』宛如奇蹟發生一般。
而除了徐川，老實說王安想不到還有誰能夠直接弄出來『交換隔離膜』。
倒不是其他人不行，而是這份『交換隔離膜』實在是太完美了。
作為一名在鋰電池行業工作了十幾年的研究員，他相信如果是實驗室的其他人製備出了可行的『交換隔離膜』，也不可能一次性做到如此完美的程度。
因為『交換隔離膜』是鋰空氣電池最核心、最複雜的部件。
它集成了催化劑層、氣體擴散層和集流體三位一體，負責氧氣的還原與析出、產物的儲存/分解以及電子和氣體的傳輸，其設計和材料直接決定了電池的性能、效率和壽命。
在設計研發的時候，要想同時解決這三個問題，難度實在是太大太大了。
其他的科研人員並不是沒有機會解決這些難題，但曲玉龍相信他們和自己一樣，頂多在某一個問題或者某一部分問題上做出突破。
但要同時滿足催化劑層、氣體擴散層和集流體三位一體，難度太大太大了。
這也是川海材料研究所會一直失敗的原因，同時解決三個問題的難度實在太高了。
實驗室中，徐川笑了笑，開口道：「一半吧，」
「雖然說進行模擬計算的是無極量子超算中心，但設計交換隔離膜材料的結構、性質、性能、計算理論和方法的確是我完成的。」
聽到這個回答，王安深吸了口氣，快速的問道：「我能請問一下，你是怎麼解決氮氣的透過隔離交換膜的嗎？」
對於鋰空氣電池而言，阻止氮氣透過隔離交換膜進入鋰電池內部是最頂尖的難題。
儘管理論上來說氧氣分子（O）的直徑小於氮氣分子（N），但兩者差異僅在納米級別範圍內。
除非他們能夠製造出氮氣分子和氧氣分子之間差距之間的隔離膜，否則根本就不可能阻擋氮氣分子進入鋰空氣電池內部。
這也是難住全世界鋰空電池研究機構的核心。
實驗室中，徐川笑著搖搖頭，開口道：「這並不是我解決的，而是量子計算機解決的。」
王安微愣了一下，追問道：「你是說建在巴陵的那座量子超算中心？它能夠解決這個問題？！」
徐川點點頭，笑道：「是的，我所做的，只不過是將符合鋰空氣電池隔離交換膜的指標按照《電化學的微觀實質反應量子理論》設計出來，然後交給它去計算。」
「然後結果在兩個半小時候後就到我手上了。」
聽到這個回答，王安又愣了一下，有些不敢置信的咽了口唾沫。
他們研究了整整三年的難題，那台量子計算機兩個半小時就解決了？
這怎麼可能！
計算材料學他又不是沒有研究過，雖然在某些領域的確很好用，但在涉及到高熵體系與無序材料、離子導電機理、強關聯電子體系這些問題的時候就是一坨。
在這些領域中它模擬計算出來的東西可能還不如小孩子玩泥巴搓出來的玩具。
什麼時候它有這種能力了？
如果這是真的，如果量子計算機連鋰空氣電池的隔離交換膜都能設計的話，那未來的材料研究.
就在世界各國亂成一鍋粥，各種召開緊急會議面對無極量子超算中心帶來的『威脅』時。
另一邊，華國，金陵。
川海材料研究所的總部，一間寬敞的實驗室中，一群穿著白大褂的研究人員正分別站在不同的實驗設備面前緊張的盯著上面的數據臉上均帶著凝重的表情。
這些研究員都是鋰空氣電池研究實驗室的，而他們正在進行的項目，也只有一個，那就是鋰空氣電池的研發。
但這並不是一條容易的道路，他們已經困在這上面好幾年了。
在今年下半年的時候，鋰空氣電池研究實驗室拋棄了原本傳統碳基材料易與鋰氧化物材料，重新調整了正極材料，用金屬氧化物催化劑和隔離交換膜取代了前者。
儘管實驗數據顯示這是一個正確的方向，利用後者他們將鋰空氣電池的循環次數提升至120次以上，而納米結構設計也顯然增大反應活性面積。
但負責與空氣進行交換氧氣維持電解液反應的隔膜膜仍然有著不少的問題。
比如平衡孔隙率與機械強度遠遠達不到指標，隔離膜難以阻擋氮氣的進入，這會生成生成不穩定的Li3N等副產品，直接破壞容量等等問題。
看著那宛如股市暴跌一般鋰鹽含量曲線圖，前些年從廈門大學那邊挖過來的材料學教授羅林嘆了口氣，開口說道。
「看樣子我們這次的設計又報廢了。」
鋰空氣電池的隔離交換膜是電池中最重要的核心零件，它的作用是將氧氣送入鋰電池中，隔離氮氣、水蒸氣、二氧化碳、稀有氣體等其他『有害』的雜質。
事實上在這方面他們已經有了很好的進展。
除了氮氣之外的絕大部分有害雜質都能通過去年新研究金屬氧化物催化劑和隔離交換膜解決。
但然並卵
氮氣不解決，鋰空氣電池根本就是個廢物，運行不了幾次就能直接變成沒用的板磚給你看。
雖然這個說法有點誇張，但事實就是如此。
N與鋰或反應中間產物發生非電化學副反應，會生成電化學惰性的氮化鋰，這會極速消耗掉電解液中的鋰的同時覆蓋電極活性位點，導致容量驟減。
而鋰空氣電池之所以如此難研究，關鍵還是在於鋰這種金屬太過於活潑了。
氧氣、氮氣、水蒸氣、氟、氯、溴、碘、硫、磷、一氧化碳、二氧化碳.幾乎你能在大氣中找到的大部分元素，都能和它在常溫下反應。
這性質活潑的就像是公交車一樣，誰都可以上。
實驗室中，另一位叫做王安的科研人員摸了摸已經快禿到頭頂的額角，皺著眉頭思考了一會後開口道。
「但這已經是我們能研究出來的最好的方法了，總不能拋棄氧氣去研究鋰氮電池吧？」
一旁，另一位研究員搖著頭開口道：「雖然說氮化鋰確實可以應用在鋰離子電池裡面，但我們研究的是鋰空氣電池。」
「氮化鋰作為快離子導體，與與鋰空氣電池的放電機制沒有直接的關聯。」
聽到這話，王安也嘆了口氣，開口道：「三年了吧？我們在鋰空氣電池上的研究路線換了多少條了？」
有人聳了聳肩回道：「不知道，但應該有個兩位數了。」
聽到這個回答，王安露出了一抹苦澀的笑容：「有沒有可能，鋰空氣電池根本就做不到？」
聽到這話，會議室中一片沉默。
如果鋰空氣電池做不到的話，那他們這三年的時間以來一直都在忙什麼？
當然，也沒人反駁王安的話語。
事實上，電池界對鋰空氣電池的研究一直都是兩面的，有支持的也有反對的。
支持者認為只要找到合適的交換膜就能夠源源不斷的利用氧氣中的大氣，創造出能量密度高達5200 Wh/kg的鋰空氣電池。
而反對者則認為空氣電極的致命缺陷根本就是個無法解決的問題，鋰空氣電池就是個騙經費的項目。
正當實驗室中氣氛一片死寂的沉默時，一道聲音卻是從門口的方向飄了過來。
「不，鋰空氣電池是可行的！」
推開門走進了實驗室，看著實驗室的所有人都齊刷刷地看向了自己，徐川臉上帶著笑容，將從巴陵那邊帶回來的模擬計算數據放到了銀白色的實驗桌上，接著說道。
「我這邊通過無極量子超算中心完成了對鋰空氣電池『隔離交換膜』的模擬計算，通過基於《電化學的微觀實質反應量子理論》構造的數學模型已經找到了至少一種可行的方法。」
「在回來的高鐵上，我已經通過數學對這種『隔離交換膜』進行了驗證，理論上來說它完全可行。」
「你們最關心的氮氣隔離問題或許能夠通過它得到解決。」
實驗室中，氣氛再度沉寂了下來，不過這一次的氣氛與之前的完全不同，所有人都帶著茫然、驚訝、詫異等各種眼神看向徐川。
良久，剛剛才質疑鋰空氣電池是否可行的王安才深吸了口氣，開口問道：「那我們應該怎麼做？」
聞言，徐川笑了笑，指著桌上的U盤開口道：「答案就在裡面！」
在徐川的安排下，鋰空氣電池研究實驗室的科研人員在第一時間動了起來的，按照他傳遞迴來的模擬計算數據開始進行實驗製備。
經歷了數個小時的忙碌後，鋰空氣電池研究實驗室的科研人員終於將這層用於鋰空氣電池負極的『交換隔離膜』製備了出來，隨即緊鑼密鼓的開始對其進行實驗測試。
如此高的效率並不值得讓人驚訝，畢竟川海材料研究所這邊有著全世界最成熟最尖端的鋰電池科研體系。
不誇張的說，任何一種能夠用於鋰電池研究的實驗儀器與設備幾乎都能在這裡找到。
而在離子電導率和氧氣透過率的實驗室中，盯著電腦屏幕上的實驗數據，專門親自負責這一塊測試實驗的王安眼神中寫滿了震撼。
「不可思議，這層複合薄膜的穩定性好的有點過分了！」
就在他面前右手邊的實驗桌上，那裡擺放著一套電池模具和一台保護氣體操作箱，那是專門用來組裝電池模具並進行測試的。
對於以鋰電池起家的川海材料研究所來說，這樣的實驗設備沒有一百套也有八十套。
當然，實驗設備並不是值得關注的東西。
真正讓王安驚嘆震撼的是實驗設備中臨時組裝起來的一份鋰空氣電池，以及屏幕上展示出來的測試實驗數據。
屏幕上那離子電導率和氧氣透過率的指標，幾乎就像是焊死在標準線上一樣，紋絲不動。
無論他怎麼調整大氣壓還是給實驗氣體增加水蒸氣、二氧化碳等有害雜質氣體，那一層小小的薄膜就像是最負責的小區保安一樣，將任何的非法人員（有害物質）都攔截在了鋰電池外面。
唯有氧氣，以及少部分對鋰空氣電池內部電解液無害的稀有氣體能夠進入其中。
最關鍵的還是氮氣，他們之前花費了數年時間研究都沒能夠解決的終極難題，現在已經完全得到了解決。
實驗測試的數據顯示，被這層『隔離交換膜』保護在內的電解液中完全沒有氮化鋰的生成。
好吧，有還是有一點的。
但氮化鋰的指標數據排在了最下面，生成的量按照實驗次數來看完全不影響它的商業化使用。
盯著屏幕上的實驗數據，從震撼中回過神來，王安似乎想起了什麼，猛的站起身想將這份實驗數據列印出來去找徐川匯報這個驚人的消息。
不過還沒等他出門，實驗室的大門就被人推開了。
看著急匆匆的王安，徐川笑著開口問道：「測試的結果怎麼樣了？」
實驗室中，差點撞上了徐川的王安連忙停住了自己的腳步，眼中寫滿了震撼的神色。
「其他人負責的部分我不知道，但我這邊負責的離子電導率和氧氣透過率的指標已經初步完成。」
「離子電導率大於2.5×10，氧氣透過率>85 Barrer，氮氣的阻隔性<10 g/m/d」
「整體來看，這種過沸石基體+氟基透氣層+人工SEI塗層的三明治結構的『交換隔離膜』幾乎完美的實現了「氧暢通過、水汽隔絕、枝晶抑制」三重目標。」
簡單的匯報了一下實驗數據後，他深吸了口氣，臉上帶著好奇的神色開口問道：「教授，我能問問，這層『交換隔離膜』，是您研發的嗎？」
也不怪他會這麼想了，對於已經在鋰空氣電池的研發上失敗了太多太多的次數的川海材料研究所來說，這種突然出現的『交換隔離膜』宛如奇蹟發生一般。
而除了徐川，老實說王安想不到還有誰能夠直接弄出來『交換隔離膜』。
倒不是其他人不行，而是這份『交換隔離膜』實在是太完美了。
作為一名在鋰電池行業工作了十幾年的研究員，他相信如果是實驗室的其他人製備出了可行的『交換隔離膜』，也不可能一次性做到如此完美的程度。
因為『交換隔離膜』是鋰空氣電池最核心、最複雜的部件。
它集成了催化劑層、氣體擴散層和集流體三位一體，負責氧氣的還原與析出、產物的儲存/分解以及電子和氣體的傳輸，其設計和材料直接決定了電池的性能、效率和壽命。
在設計研發的時候，要想同時解決這三個問題，難度實在是太大太大了。
其他的科研人員並不是沒有機會解決這些難題，但曲玉龍相信他們和自己一樣，頂多在某一個問題或者某一部分問題上做出突破。
但要同時滿足催化劑層、氣體擴散層和集流體三位一體，難度太大太大了。
這也是川海材料研究所會一直失敗的原因，同時解決三個問題的難度實在太高了。
實驗室中，徐川笑了笑，開口道：「一半吧，」
「雖然說進行模擬計算的是無極量子超算中心，但設計交換隔離膜材料的結構、性質、性能、計算理論和方法的確是我完成的。」
聽到這個回答，王安深吸了口氣，快速的問道：「我能請問一下，你是怎麼解決氮氣的透過隔離交換膜的嗎？」
對於鋰空氣電池而言，阻止氮氣透過隔離交換膜進入鋰電池內部是最頂尖的難題。
儘管理論上來說氧氣分子（O）的直徑小於氮氣分子（N），但兩者差異僅在納米級別範圍內。
除非他們能夠製造出氮氣分子和氧氣分子之間差距之間的隔離膜，否則根本就不可能阻擋氮氣分子進入鋰空氣電池內部。
這也是難住全世界鋰空電池研究機構的核心。
實驗室中，徐川笑著搖搖頭，開口道：「這並不是我解決的，而是量子計算機解決的。」
王安微愣了一下，追問道：「你是說建在巴陵的那座量子超算中心？它能夠解決這個問題？！」
徐川點點頭，笑道：「是的，我所做的，只不過是將符合鋰空氣電池隔離交換膜的指標按照《電化學的微觀實質反應量子理論》設計出來，然後交給它去計算。」
「然後結果在兩個半小時候後就到我手上了。」
聽到這個回答，王安又愣了一下，有些不敢置信的咽了口唾沫。
他們研究了整整三年的難題，那台量子計算機兩個半小時就解決了？
這怎麼可能！
計算材料學他又不是沒有研究過，雖然在某些領域的確很好用，但在涉及到高熵體系與無序材料、離子導電機理、強關聯電子體系這些問題的時候就是一坨。
在這些領域中它模擬計算出來的東西可能還不如小孩子玩泥巴搓出來的玩具。
什麼時候它有這種能力了？
如果這是真的，如果量子計算機連鋰空氣電池的隔離交換膜都能設計的話，那未來的材料研究.