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第三百零二章 技术难关(2 / 4)

密度是无限的,可加大容量。另外,如果负极使用金属锂,理论容量会比锂离子充电电池提高一位数。但是,固体反应生成物氧化锂(li2o)会在正极堆积,使电解液与空气的接触被阻断,从而导致放电停止。”

“第四,氧气的催化还原。氧的反应速度非常慢,要提高氧的反应活性必须采用高效的催化剂,现在的催化剂都是贵金属,因此,必须发展高效廉价的催化剂,而这也一直是制约燃料电池发展的短板。”

“这四个问题,将会是我们未来半年内亟需解决的难题。”

“目前,关于这几个问题,我们主要有以下几个思路。”

“第一,锂晶枝问题。目前国际上关于锂晶枝问题,主要有两种解决方案,第一种,将重质碳酸镁(三氟甲磺酰基)用作电解液添加剂,使沉积的镁与随后积聚的锂发生合金化反应。第二种,就是使用3d聚二甲基硅氧烷(pdms)层或硅树脂层用作锂金属阳极的基材,缓解锂晶枝的生成。但这两种方案,都或多或少存在一定的问题。所以,我考虑,让大尺寸单层石墨烯薄膜覆盖在锂金属表面,从而抑制锂晶枝的生成。至于如何让石墨烯薄膜覆盖在锂金属表面,这个问题就交给叶兴民教授和霍子谦教授所在的联合团队解决了!”

“庞教授,放心好了,我们保证完成任务。”

叶兴民和霍子谦均点头答应了下来。

这两位都来自材料工程学院,叶兴民去年就加入庞学林的研究小组,在实验室制备高纯度单壁碳纳米管的过程中发回了重要作用。

后来又被庞学林调到飞刃材料项目组,职级也由之前的副教授升级为教授。

目前飞刃材料项目进展顺利,庞学林干脆把叶兴民弄到锂空气电池项目组。

叶兴民与庞学林的合作时间最长,之前早已领教过庞学林的学术水平,因此,在座的众人中,就叶兴民对庞学林的信心最足。

至于霍子谦,他是石墨烯材料领域的专家,庞学林提出的大尺寸单层石墨烯材料制备与工业化生产方案,早已让他叹为观止。

这一次庞学林邀请他加入锂空气电池项目组,他也欣然答应。

庞学林微微一笑,拿起桌上的茶杯轻轻喝了一口,继续道:“第二个问题,水分以及空气中氮气控制问题,这个问题,与固体氧化锂反应产物堆积问题要放在一起解决。经过我和沃顿教授的讨论后,有以下方案:负极用电解液组合使用的是含有锂盐的有机电解液。虽然不能弃用有机溶媒,但却限定了使用方法。正极用水性电解液使用碱性水溶性凝胶,与微细化后的碳和低价氧化物催化剂形成的正极组合。在锂空气电池中,由于放电反应生成的并非是固体的氧化锂,而是容易溶解在水性电解液中的lioh(氢氧化锂)。氧化锂在空气电极堆积后,不会导致工作停止。水及氮等也不会穿过固体电解质的隔壁,因此不存在与负极的锂金属发生反应的危险。而且,在充电时,如果配置充电专用的正极,还可防止充导电致空气电极的腐蚀和老化。”

“现在唯一的问题就是,如何让负极中,含有锂盐的有机电解液与正极所使用的的水性电解液互不干涉,和谐相处,同时还要保证锂离子在这两种电解液中正常穿梭。我们的办法和之前一样,同样采用大尺寸的单层石墨烯材料,作为两种电解液之间的屏蔽层。而且我已经计算过了,石墨烯的六元碳环,刚好可以让锂离子从这一通道中穿梭过去,只要我们在实验中验证这一点,那么锂空气电池中,最大的技术难题就算解决了。”

“因此,这个问题,将由柯顿·沃克教授和何文彦教授负责解决。”

庞学林话音落下,除了早已知道内情的柯顿·沃克外,其他人脸上均流露出惊讶之色。

甚至那几位第一次与庞学林合作,来自化学与分子工程学院的教授,脸上一个个露出恍然大悟的表情

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