项目组副组长,岚风的师弟余跃正式给岚风提交了研究进展报告,上面写道:
“....经过大量的检测和研究分析,我们发现在澳洲大陆找到的1号样品,确定为γ*元素4次半衰期同位素...
对该样品的整体性能和结构已经摸清楚80%,由此推断出γ*元素的可能性能和结构也正在验证中。
其中,最让我们欣喜的是发现了该同位素的特殊晶体结构,他既不是金属的单晶结构,又不是纯粹的多晶结构...
...虽然这种结构极其复杂,我们目前仅能解读出40%不到,但仍然超出了现有科学认知。”
看到这里,岚风停顿下来,他在默默的思索着,虽然他早就猜测到γ*元素绝不简单,但没想到的是,连它的4次半衰期同位素都如此的令全世界震惊。
岚风接着看报告,上面提出了一种猜测:
“...我们大胆推测,1号样品所具有的特殊物质结构,很可能保留了γ*元素60%-80%左右的结构属性。
更大胆的猜测,说不定γ*元素的亲密物质青铜门碎片材料也具有类似的结构,或者是相反的结构...”
对于这个猜测结论,岚风不置可否,他同样有类似的判断,这是作为一名材料科学家的敏锐想象力。
在整篇近8万字的报告最后几千字中,项目组提到了一个“无关紧要”的应用点。
“虽然我们的目标是青铜门碎片材料,以及它的印泥材料γ*元素,但并不妨碍我们展望一下这种特殊结构的应用。
我们建议,参考这种特殊结构的原理,在现有材料成分和制备工艺下,设计出类似的简单结构。
我们相信即便是只有30%功底的类似结构,也会解决当前很多领域的实际问题,比如——催化剂。”
当岚风读到这最后的几句话时,他的嘴里不断的重复着念道:
“催化剂、催化剂、催化剂...对,催化剂,被称为工业之母,而我们研究院最迫切需要的催化剂,那就是氢燃料电池的铂催化剂替代物。”
从2022年岚风成立星空汽车公司伊始,他就在时刻思考整个公司未来发展的战略方向。
在众多战略方向中,作为汽车最核心的动力技术,自然是迈不过去的一道壁垒。
此后的几年中,星空汽车公司凭借母公司奇瑞汽车在发动机领域强大的技术实力,以ACTECO系列发动机为基础,发展出了世界顶级,扭矩搞到750NM的2.0T发动机,以及后来的超级混动DHT发动机,甚至搞出了颠覆世界的热效率63%的混动专用发动机。
但,这一切都有一个前提,那就是内燃机仍然主导着这个汽车世界的动力体系。
可惜,近年来,纯电动汽车发展迅猛,要不是星空汽车公司搞出与之匹敌的混动系统,恐怕也不会有什么全球混动汽车技术联盟的存在,锤斯特公司的纯电动汽车早就一统江湖。
当初,岚风一直不看好锂离子电池短期内能解决储电密度等问题,加之锂矿资源的稀缺,他把未来能源的筹码压在了氢能源上。
氢燃料电池便是其中最紧迫,最首要的一环。
云端科技研究院新型材料、信息技术、化工能源、宇宙航空四大平台中,后两者一直在大资金投入,却没有产生什么经济效益。
按照研究院的报表,近5年来,他们在化工能源领域的投资高达700多亿元。
...........
岚风仔细分析报告结论后,他召开了化工能源部的高层研讨会,就“特殊物质结构”在催化剂领域的应用展开讨论。
众所周知,氢燃料电池将是未来汽车发展的一个重要方向,但它面临的最大问题就是贵。
高昂的成本,氢气制备、储藏运输、加氢站、燃料电池...几乎每一个环节都面临巨大的成本压力。
在原料煤价格在800元/吨时,制氢成本约为12.64元/kg,最具有发展潜力并且最环保的电解水制氢成本更高,高达49.9元/kg。
对于高压气态运氢运输,当运输距离为50km时,运输成本为3.6元/kg,随着距离的增加长管拖车运输成本大幅上升,当运输距离为500km时,氢气的运输成本达到29.4元/kg。
建设一座35MP、日加氢500kg的固定式加氢站的平均投资在1500万元左右。
如果推开该产业,氢燃料的制造、储运、应用的总费用高达2万-3万亿元的投资,其中氢气制造的费用占总费用的比重高达38%。
说回氢燃料电池,其中成本最贵的便是需要昂贵的贵金铂,以有效的催化作用来发电。
目前,单个燃料电池成本的60%左右来自铂催化剂,要使燃料电池成为化石燃料真正可行的替代品,需要降低成本。
岚风将简化后的特殊结构展现在各位能源部的研究员面前,他说道:
“各位,这便是我们材料部的同仁给大家提供的思路,只要大家制造出这种结构的复合催化剂材料,相信完全替换铂催化剂不成问题。”
众人开始详细阅读拿到手的资料,他们时而欣喜若狂,时而眉头紧锁,时而与周围的同事讨论几句。
大约2个小时后,研讨会再次召开,岚风笑着问大家:
“怎么样?相信各位有决断了吧,弗拉基米尔教授,您是伟大的化工专家,先听听您的意见。”
潘科夫-弗拉基米尔教授是前苏宇宙航空领域专门负责助推器燃料研究的总负责人,他在全球化工能源层面的地位举足轻重。
教授略微顿了顿后,肯定的说道:
“我们详细讨论过这个方案,以这几年我们的研究进展来看,目前最大的瓶颈并不是替代材料,反而是如何解决类似铂催化剂纳米颗粒团聚导致的催化活性降低问题。”
随着潘科夫-弗拉基米尔教授的讲解,岚风更进一步的认识到,即便是铂催化剂,其催化效率也不是100%,大约在80%左右,而且更致命的问题在于,比如经过1万次的催化循环后,其活性会大量降低。
教授接着说道:
“你提供的这个微观结构,我们的确从来没有见到过,我不确定这个世界上会有这种物质存在。
当然,既然你们材料部已经发出来,说明这种结构肯定能制备出来。
真是这样的话,那就解决了我们根本问题,我们有信心,利用研究成熟的Fe-C-x成分组合,完全替换掉铂催化剂。
届时,整个燃料电池的成本会暴降50%,甚至更多,要知道铁和碳等元素很便宜,即便是后缀的X元素,选用镍、钯、氮等,也不会贵。”
有了潘科夫-弗拉基米尔教授肯定的回答,岚风喜出望外,这些年来不断的高额投入,即便富如他,也有些吃不消。
接着,能源部的华方首席专家,席慕卿教授也兴奋的说道:
“秦总,虽然这些年我们没有什么拿得出手的应用成果,但我们也没偷懒,很多技术都在研发储备,但就是缺少一个契机,缺少一个捅破窗户纸的手指。
比如刚才弗拉基米尔教授提到的Fe-C-x催化剂体系,我们能将其催化活性最高实现铂催化剂活性的2.7倍。
但是,这种超高催化效果,由于Fe无法承受燃料电池内部的强腐蚀和氧化环境,其循环寿命只有几十次。
如果我们真的成功将该体系按照您提供的特殊结构制备出来,那么毫无疑问,我们有信心,将整个催化剂活性保持在现今铂最高水平的2倍以上。”
“2倍?你可当真?”
岚风笑盈盈的问道,他其实已经有了制备该简化版结构的方案,也是使用碳纳米材料来实现,而这刚好与Fe-C-x成分体系相配合,简直就是天衣无缝。
接下来的2个多月,云端科技研究院的化工能源部、新材料实验室两方协同作战,顺利设计出一套方案。
这款被称为“玲珑球催化剂”的新型催化材料体系,其结构就类似于华国古代能工巧匠制作的“同心球”,即在不破坏材料整体的情况下,一层一层的大球包小球,形成多层可自由活动的球壳。
明代曹昭在《格古要论·珍奇·鬼工毬》中写道:“尝有象牙圆毬儿一箇,中直通一窍,内车数重,皆可转动,故谓之鬼工毬,或高宗内院中作者”。
玲珑球催化剂结构基本就类似于此。
一旦理论研究获得突破,对于云端科技研究院这些顶级材料、化工、能源领域的专家来说,完成工程开发也不是多难的事,只不过会花些时间而已。
按照玲珑球催化剂材料的设计方案:
他们先搭载出新型纳米多孔碳载体,多孔碳载体内部是三维贯通的纳米孔道结构,每个孔与周围12个孔相连,孔洞呈现肚大口小特点,孔道结构有序,孔径分布窄,可在10-1000纳米的范围内精确调控。孔壁表面还分布着大量微孔,有利于诱捕金属离子,实现超低的金属负载量。
与目前用的载体结构相比,纳米多孔碳的孔道结构规则有序且大小可控,比表面400-1000m2/g可调,导电性可达20S/cm;
催化剂负载后被限制在孔洞内,不易团聚和流失,可提高催化剂寿命3倍以上;
孔径及连接孔大小可调,可根据反应物和产物的尺寸精确设计需要的孔道结构,显著提高催化效率(25%左右);
由于纳米多孔碳孔道规则有序,而且孔结构呈现肚大口小的特点,用简单的浸渍还原工艺即可制备粒径分布窄(1-3nm)且分散均匀的金属纳米颗粒,大大简化制备工艺。
以此方案,整个玲珑球催化体系,将会实现现有铂催化材料2.2倍的催化效率,其催化活性循环使用时间超过3倍,整体燃料电池制备成本降低64%。
如果真能研发成功,那么氢燃料电池最核心的成本问题将不复存在,整个电池的发电效率高达86%,其重量能量密度25000Wh/kg,远高于锂离子的300Wh/kg及燃油车汽油12000Wh/kg。奇快妏敩
即便是美方推出600Wh/kg的新型商业化锂离子电池,岚风他们的氢燃料电池也是碾压它们的存在,能量密度高出50倍以上,唯一比拼的就是整体成本和产业链规模。
“如果真能将玲珑球催化剂研发成功,我才不怕你老美的高性能锂离子电池呢,不过,真要让氢燃电池汽车产业化,还有很多难题要解决...”
岚风喃喃自语道。 奇快文学为你提供最快的我造的国产车享誉世界更新,第247章 玲珑球催化剂免费阅读。https://www.xqikuaiwx1.com
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