Tầng thư viện – Chương mới nhất về hệ thống công nghệ đen tối của “học bá” được cập nhật nhanh nhất!

Trong số rất nhiều thách thức kỹ thuật cản trở sự phát triển của công nghệ pin lithium-sulfur, có lẽ khó khăn nhất chính là hiệu ứng xuyên qua này.

Hiệu ứng xuyên qua đề cập đến việc trong quá trình sạc và xả điện, các sản phẩm trung gian dạng polysulfide (Li2Sx) được tạo ra ở cực dương sẽ tan vào dung dịch điện phân và di chuyển qua màng ngăn để lan tỏa đến cực âm, cuối cùng tiếp xúc trực tiếp với kim loại lithium ở cực âm.

Ban đầu, nhằm giành lợi thế trong việc nghiên cứu công nghệ pin lithium-sulfur và hoàn thành việc đăng ký bằng sáng chế trước ExxonMobil, Lục Chu – người được coi là tương lai của ngành năng lượng mới của Hoa Quốc – đã phải đối đầu trực tiếp với Giáo sư Stanley, một chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực pin lithium, thông qua những cuộc tranh luận từ xa.

Lúc bấy giờ, với sự hỗ trợ của ExxonMobil, Giáo sư Stanley cũng đã sử dụng một biện pháp không mấy đẹp đẽ: ông đã mua chuộc một trợ lý tại Viện Nghiên cứu Sarot do mình điều hành và lấy trộm mô hình phân tử carbon hình lồng mà Lục Chu đã giao cho ông để nghiên cứu.

Tuy nhiên, chính sự cố này lại mang lại may mắn cho Lục Chu. Thay vì đi theo con đường sai lầm, Giáo sư Stanley đã vô tình giúp Lục Chu hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu về “các hạt nano carbon dưới lớp màng PDMS được biến tính”, giúp anh ta nâng cấp trình độ trong lĩnh vực vật liệu học lên LV4 và cũng góp phần giúp anh ta vượt qua những rào cản trong nghiên cứu, đưa anh ta đến gần hơn với việc đạt được những thành tựu có thể giành giải Nobel…

Thật xấu hổ khi suốt nhiều năm trời qua, Lục Chu chưa một lần gọi điện cảm ơn vị giáo sư già tốt bụng này; anh ta cảm thấy rất áy náy về điều đó.

Và bây giờ, trong chiếc ống nghiệm mà Lục Chu đang cầm trên tay, chứa đựng chính là loại phân tử carbon hình lồng mà Giáo sư Stanley đã nghiên cứu ra – đó chính là những hạt nano carbon được tìm thấy trên thiết bị Residual No.1.

Dương Húc: “Đây là…?”

“Đó là loại phân tử carbon hình lồng dùng để vận chuyển phân tử oxy; tuy nhiên, tôi thích gọi chúng là hạt nano carbon hơn.”

Đưa ống nghiệm cho Dương Húc, Lục Chu tiếp tục giải thích: “Đừng quên rằng, ngoài lớp màng ngăn giữa buồng trao đổi khí và môi trường bên ngoài, vật liệu cực âm lithium của chúng ta còn được phủ một lớp màng PDMS đã được biến tính. Khi trộn loại chất này vào quá trình tạo thành lớp màng PDMS, khi sự chênh lệch nồng độ phân tử oxy ở hai bên lớp màng đạt đến một mức nhất định, chúng sẽ hoạt động như những con ong nhỏ, vận chuyển phân tử oxy từ một bên sang bên kia.”

Nói cách khác, đây ch

Chỉ khi thêm các hạt carbon rỗng vào, lớp màng PDMS được biến tính mới có khả năng vận chuyển phân tử oxy từ không khí có độ tinh khiết cao lên bề mặt vật liệu anot lithium.

“…Chúng ta thậm chí còn có thể kiểm soát tốc độ của quá trình oxy hóa lithium thông qua số lượng các hạt nano carbon trên lớp màng PDMS này, từ đó gián tiếp điều chỉnh hiệu suất của pin.”

Nghe Lục Chu giải thích như vậy, ánh mắt Dương Húc tràn ngập sự kinh ngạc.

Thứ này thực sự có tác dụng sao?

Dù rất muốn hỏi điều đó, nhưng với tư cách là một nhà nghiên cứu, việc đặt ra một câu hỏi ngu ngốc như vậy khi đã có mẫu vật trong tay thật sự là một điều đáng xấu hổ.

Không do dự gì nữa, anh mang chiếc ống nghiệm đó đến bên cạnh thiết bị thí nghiệm.

Ở đó có các khuôn mẫu pin và một buồng thao tác khí bảo vệ, được thiết kế riêng để lắp ráp và thử nghiệm các bộ phận của pin.

Việc kiểm chứng lý thuyết của Lục Chu rất đơn giản; thậm chí không cần đến một mô hình pin lithium-khí hoàn chỉnh.

Anh chỉ cần tạo ra một tấm kim loại lithium được phủ bởi lớp vật liệu PDMS đã được biến tính và trộn với các hạt nano carbon này, sau đó đặt nó vào các môi trường khác nhau như không khí, oxy tinh khiết, carbon dioxide tinh khiết, nitơ tinh khiết… thì sẽ dễ dàng biết được liệu nó có khả năng cho phép oxy đi qua hay không, và liệu nó chỉ cho phép oxy đi qua mà thôi.

Sau những chuẩn bị phức tạp và sự chờ đợi kiên nhẫn, kết quả thí nghiệm cuối cùng cũng được công bố, khiến mọi người đều háo hức chờ đợi.

Trong môi trường không khí, phản ứng của mẫu vật không rõ ràng lắm;

Trên bề mặt chỉ có một lượng rất nhỏ oxit, và có thể chắc chắn đó là oxit lithium! Trong các môi trường như nitơ, carbon dioxide… mẫu vật hoàn toàn không xảy ra bất kỳ phản ứng nào!

Còn trong môi trường oxy tinh khiết…

Đúng như Lục Chu đã nói, bề mặt anot lithium đã thay đổi một cách đáng kinh ngạc!

Nhìn thấy Dương Húc đang cố gắng tìm ra biểu cảm nào để thể hiện sự kinh ngạc trong lòng mình, Lục Chu mỉm cười và tiếp tục nói một cách thoải mái: “Nếu bạn quan sát quá trình phản ứng này dưới góc độ vi mô, bạn sẽ càng ngạc nhiên hơn nữa.”

Dương Húc nuốt nước bọt và nói một cách khó khăn: “…Thí nghiệm này… ông đã hoàn thành từ lâu rồi phải không?”

Lục Chu đáp: “Tôi đã nói rồi, từ khi giảng dạy tại Princeton, tôi đã thực hiện thí nghiệm này, chỉ là chưa bao giờ công bố kết quả mà thôi.”

Tất nhiên, phiên bản các hạt nano carbon hiện tại này vẫn có nhiều khác biệt so với phiên bản ban đầu do Giáo sư Stanley phát triển.

Đặc biệt là ở những chi tiết nhỏ, Lục Chu đã sử dụng phương pháp hóa học tính toán để điều chỉnh vị trí của một số liên kết π trên bề mặt,

Tuy nhiên, tất cả các phương pháp để chế tạo những hạt nano carbon này đều dẫn đến cùng một kết quả cuối cùng thôi.

“Thật là không thể tin được…”

“Khả năng vận chuyển các phân tử oxy xuyên qua các vật liệu polymer của chúng thực sự rất kỳ diệu!”

Nhìn thấy vẻ ngạc nhiên trên khuôn mặt Dương Húc, Lục Chu bỗng cảm thấy tiếc nuối và nói:

“Quả thật là kỳ diệu. Cho đến bây giờ, tôi vẫn đang suy nghĩ về cơ chế hoạt động của quá trình vận chuyển này, thậm chí đã đưa ra hai lý thuyết có thể giải thích nó, chỉ là vẫn chưa tìm được bằng chứng nào để xác định lý thuyết nào là đúng.”

Dương Húc hỏi: “Anh… làm thế nào mà anh thành công được?”

Nghe câu hỏi này, Lục Chu bỗng cảm thấy hơi ngượng ngùng và cười nói:

“Câu chuyện này thì dài lắm đấy. Nói tóm lại, nhờ sự giúp đỡ của một người bạn cũ, chúng tôi đã giải quyết được vấn đề then chốt liên quan đến việc tổng hợp loại phân tử carbon hình lồng này. Sau đó, tôi đã tiến hành một số cải tiến nhỏ dựa trên nghiên cứu của anh ấy, bổ sung thêm một vài liên kết π lớn.”

Tất nhiên, yếu tố then chốt nhất vẫn là “Rác thải Số Một”…

Nếu muốn đưa loại vật liệu này ra thị trường, chỉ riêng việc tìm ra loại hạt carbon rỗng có khả năng kết hợp chặt chẽ với các phân tử oxy thôi cũng đã đủ để thực hiện hàng loạt thí nghiệm rồi.

Dương Húc hỏi: “Vậy vấn đề bằng sáng chế thì sao?”

Lục Chu ngay lập tức trả lời: “Không vấn đề gì cả. Người bạn cũ của tôi đã rất hào phóng và bán bằng sáng chế đó cho tôi với mức giá rất rẻ.”

Đó là chuyện xảy ra từ rất lâu trước đây.

Chỉ không lâu sau khi pin lithium-sulfur được phát minh ra, những bằng sáng chế mà ExxonMobil nắm giữ đã trở thành “giấy vụn”. Chưa kể đến pin lithium-air, ngay cả Giáo sư Stanley cũng không hề biết rằng sản phẩm mà ông nghiên cứu ra lại được sử dụng trong pin lithium-air. Vì vậy, công ty Starry Sky Technology đã mua được những bằng sáng chế đó mà không tốn quá nhiều chi phí.

Tất nhiên, khi mua chúng, không phải dưới danh nghĩa của công ty Starry Sky Technology hay cá nhân ông ấy đâu.

Mặc dù không tốn nhiều tiền, nhưng quá trình mua bán này vẫn có phần phức tạp một chút.

Dương Húc, người không am hiểu nhiều về vấn đề này, thốt lên: “Người bạn cũ của anh thật là một người tốt.”

Lục Chu cũng cười ha hả và nói:

“Đúng vậy, tôi cũng nghĩ vậy.”

……

Khi công nghệ cho phép các phân tử oxy đi qua màng một cách có chọn lọc đã được giải quyết, cùng với những hạt nano carbon quan trọng đó, việc hoàn thiện công nghệ pin lithium-air gần như không còn gì phải băn khoăn nữa.

Sau khi gọi điện cho Trần Ng

Việc kiểm tra xem các hạt nano carbon có thể vận chuyển phân tử oxy như thế nào đã tốn khá nhiều thời gian; đặc biệt là việc chế tạo tấm kim loại lithium được bao phủ bởi lớp màng PDMS đã được cải tiến thì còn phức tạp hơn nữa.

Ngồi trên xe của Vương Bằng, Lục Chu – người đã không ngủ được hơn ba mươi giờ liền – buồn ngáp và định nhắm mắt nghỉ ngơi một lát thì bất ngờ điện thoại của Giám đốc Lý reo lên.

Vừa kết nối xong, anh ta chưa kịp nói “alo” thì giọng nói vội vã của Giám đốc Lý đã vang lên từ đầu dây:

“Tôi đã đọc báo cáo của bạn rồi! Những gì trong đó viết có thật không? Bạn chắc chắn chứ? Về loại vật liệu dựa trên carbon đó…” Nhận ra rằng không thích hợp để nói chuyện về những điều này qua điện thoại, Giám đốc Lý lập tức dừng lại, cắn răng và nói lại: “Bạn đợi một chút, tôi sẽ đến nhà bạn để nói chuyện.”

Lục Chu, vẫn còn bối rối không hiểu ông ấy đang nói gì, hỏi lại một cách mơ hồ:

“Bây giờ bạn đang ở đâu? Tôi cần bạn đến đây ngay.”

“Tôi đang trên đường lên Bắc Kinh! Đang bay đến đây!”

Lục Chu: “…?”

Chưa kịp phản ứng, cuộc gọi đã bị ngắt đi.