第121章 超級電容

  第121章 超級電容

  「出成果了嗎？」

  

  李觀第二天一大早，就直奔郭明遠他們的實驗室。

  至於已經合併進來的熊貓團隊，他們正熟悉著九章，並準備著手研發算力晶片。李觀只給了他們一個基礎的性能指標，並提出了存算一體的要求。

  先讓他們研究著，說不定就範舟就會給他一個驚喜。范舟就是他們團隊的負責人也就是那名極客。

  「————出倒是出了，就是方向有點不太對。」

  郭明遠看了眼李觀，有些遲疑地說道。

  李觀沒有說話，等著他的解釋。

  「我嘗試著使用之前的固態電解質的思路，構建一個雙電層電容，但出來以後功率密度並沒有提升，甚至有所下降，只有3kW/kg。」

  這裡稍微提一點，超級電容或者說電容並不同於電池發生的是化學反應，而是物理變化。

  電池通過可逆的氧化還原反應，使離子穿越電解質在正負極間遷移，進而維持電荷平衡，保障外部電路工作。由於能量以化學勢能的形式儲存在電極材料中，所以其儲能能力更強。

  而電容則是通過在電極表面吸附帶電離子，形成靜電場儲存能量，進而維持外部電路瞬時供電。由於依靠物理電荷分離而非化學反應，其儲能能力非常之弱但充放電的速度卻極為之快。

  簡單做個對比，他們之前做的鈉離子電池儲能在200Wh/kg，而電容就僅僅只有0.1，超級電容也就5。

  至於充放電的指標，功率密度，電池普遍還是只有每公斤兩三百瓦，超級電容卻能輕鬆做到10000W/kg，而這也正是電磁彈射所需要的，瞬時高功率。

  「那這方向有什麼不對的？」

  李觀還是一頭霧水，固態電解質接觸不完全，能量密度低點不正常嗎，重新找電解質材料不就是了，再說這也沒出成果啊。

  郭明遠看了眼一旁的周雪妍繼續說道。

  「我做完以後發現沒什麼提升，其實這也在我的預料之中，我本來正準備重新換個電解液試試，但周博士卻說可以將固態電解質做成顆粒填入電解液之中提高電導率。」

  「我現在也還在試驗，已經取得了一些成果了。」

  沒錯超級電容中也會有電解質，不過在這裡它就不是橋樑了，而是提供離子，在電極表面形成雙電層以儲存電荷，這也是它可憐的5Wh/kg的主要由來。

  「所以呢，方向到底有什麼不對的？這不是挺好，如果做成顆粒填充再與液態電解液混合，這聽起來確實能提升能量密度啊。」

  李觀越來越困惑，老郭什麼時候成謎語人了。

  「他說的是我的實驗成果。」

  周雪妍拿著一塊兒黑色的布塊兒，朝兩人走了過來說道。

  「我將之前的固態電解質做成陶瓷顆粒，混合有機材料，最主要是聚氨酯，提供了拉伸性。最終做成的全固態柔性電容，還具有一定的自愈能力。」

  李觀接了過來，上面還十分粗糙地接著一個LED燈珠。

  十二月份的京城已經稍顯乾燥，周雪妍從李觀手裡拿走了布塊兒，在自己的發梢處摩擦了兩下，燈珠竟然亮起了刺眼的紅光。

  緊接著她將其放在手上，包裹著手腕環繞了一圈，燈珠依然沒有熄滅。

  「粗略測試在兩毫米的彎曲半徑下表現良好。」

  李觀又接了過來，眼神有些奇怪。

  他還是要再說一遍，不愧是學者，雖然不是研究需要的方向，但你就說這靈感爆沒爆吧。

  「柔性電容，發展前景遠大啊，可以做成任意形狀還沒有漏液風險，完全適用於可穿戴設備，甚至說進一步做薄，感覺植入式設備也有望了。」

  李觀有些感嘆，緊接著又問道：「現在能量密度能做到多少？」

  「得益於固態電解質構建的三維通道結構，有效降低了死體積，現在大概可以做到15mWh/cm³左右。」

  「同時製備工藝的要求也很低，只需要卷對卷印刷加上噴墨列印電極，不過雷射加工工藝還需要進一步優化，但也不是太難。」

  周雪妍看著李觀平靜地說道。

  「那這已經具備了商用價值了啊，尤其是在極寒區域以及航天領域的儲能上。」

  「學姐，你還是繼續做這個方向，之前的組員還跟著你，你們儘快將這個成果固化發表，至於超級電容就由我來和老郭一起。」

  李觀將布塊兒遞還了回去，看了眼老郭說道。

  「好。」

  十二月底的京城天氣轉涼，路上的大部分人都套上了外套，不過李觀倒是覺得還好，可能是最近吞噬的都是老科技物件兒，加成在了體力上，變相增加了身體素質的緣故。

  李觀和老郭在一起研究超級電容有一段時間了，他們的主要目標是儘量提升它的能量密度。雖然它的能量密度上限很低，但這也意味著每提升一點對其自己來說提升都極為巨大。

  當前常用的超級電容的能量密度大概是5，如果能提升到10，對於他們的後期大規模建設來說就是一半的成本。

  不過這個問題難度並不大，主要是前期走了彎路，加之周雪妍的研究方向走偏了。

  事實證明，固液混合電解質確實是一條有效的路徑，沒過多久，李觀與郭明遠就將這條路走通了。

  在最後一次的實驗中，他們已經將能量密度做到了8以上，並且如果能進一步將陶瓷粉碎，提升帶電錶面積，能量密度還能進一步的提升。

  「成了。」

  「馬院士，在您看來，建造一個更大的陸基電磁彈射軌道平台需要大概多少經費？」

  某處海邊的電磁彈射測試基地中，一名稍顯發福的中年人問著面前正吃午飯的瘦削中年。

  「怎麼冷不丁要造這種玩意兒？我們經費太多了？太多你給我啊。艦載機上的才是重中之重，你建一個陸地上的，這玩意兒有啥用？花個十來億，是發射飛彈還是發射核彈

  啊？」

  「我們的超級電容小型化的問題還沒解決呢，你要是真是錢多，你給我，正好能加快試驗進度。」

  馬院士放下筷子，極為不解地說道。

  對方苦笑著，趕忙解釋。

  「電容的問題解決了，華科院研發了一種能量密度在15以上的超級電容，比我們之前的要提升了近一倍。」

  「真的？」

  「如假包換。」

  「功率密度呢？」

  「聽說使用了多孔碳，能做到將近50kW/kg。

  」

  「好啊，好啊，這下最後一個難題也解決了。」

  「對了，你剛剛問的什麼問題？」

  （還有更新耶）