一週後，江城大學(xué)正式對(duì)外宣佈，成立鋰空氣電池研究團(tuán)隊(duì)，龐學(xué)林擔(dān)任組長(zhǎng)，柯頓·沃克擔(dān)任副組長(zhǎng)。
與此同時(shí)，新凱材料科技有限公司宣佈，爲(wèi)鋰空氣團(tuán)隊(duì)提供一億RMB的資金支持。
此外，龐學(xué)林將自己在濱江的那棟別墅拿去做抵押，從銀行弄到了五千萬(wàn)的低息貸款。
算是湊夠了一億五千萬(wàn)RMB的經(jīng)費(fèi)。
接下來(lái)，龐學(xué)林他們要做的，就是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，製造出一個(gè)鋰空氣電池的原型產(chǎn)品。
此時(shí)，江城大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院會(huì)議室內(nèi)，除了龐學(xué)林和柯頓·沃克外，還有六七位分別從材料工程學(xué)院以及化學(xué)與分子工程學(xué)院調(diào)來(lái)的學(xué)者。
這些人基本上都是經(jīng)過(guò)學(xué)校推薦，經(jīng)過(guò)龐學(xué)林和柯頓·沃克聯(lián)合面試，得到兩人認(rèn)可，加入到鋰空氣電池項(xiàng)目中來(lái)的。
外界對(duì)於鋰空氣電池項(xiàng)目組並不看好。
這段時(shí)間，龐學(xué)林和田宏關(guān)於鋰空氣電池的賭約也傳到了國(guó)外。
外媒嘲諷說(shuō)，龐學(xué)林和柯頓·沃克的舉動(dòng)，不過(guò)是又一場(chǎng)技術(shù)騙局。
甚至有不少鋰電池領(lǐng)域的知名學(xué)者，也站出來(lái)說(shuō)鋰空氣電池雖然前景良好，但目前的研究都還相當(dāng)初級(jí)，還有很多科學(xué)與工程領(lǐng)域的挑戰(zhàn)需要解決，想要真正進(jìn)入實(shí)用化，至少需要十年以上的時(shí)間。
龐學(xué)林之所以和田宏打賭，半年內(nèi)搞出鋰空氣電池，不過(guò)是礙於面子的意氣之爭(zhēng)。
但是這些加入到鋰空氣電池團(tuán)隊(duì)中的學(xué)者，卻並沒(méi)有受到太多輿論的影響，反而對(duì)接下來(lái)的研究躍躍欲試。
過(guò)去一週的接觸，龐學(xué)林透露出的一些技術(shù)路線(xiàn)，已經(jīng)讓他們意識(shí)到，龐學(xué)林和柯頓·沃克在鋰空氣電池領(lǐng)域的嘗試，並非什麼天方夜譚，而是真有實(shí)現(xiàn)的可能。
而且龐學(xué)林主投的那一億五千萬(wàn)的經(jīng)費(fèi)，也讓他們對(duì)接下來(lái)的研究計(jì)劃充滿(mǎn)了信心。
龐學(xué)林坐在會(huì)議室的上首，看著衆(zhòng)人，微微一笑，說(shuō)道：“鋰空氣電池項(xiàng)目全體成員第一次會(huì)議，現(xiàn)在開(kāi)始。今天我們將就鋰空氣電池的具體實(shí)現(xiàn)路線(xiàn)以及項(xiàng)目分工，做一個(gè)詳細(xì)的任務(wù)分配方案。”
龐學(xué)林頓了頓，繼續(xù)道：“隨著科技的發(fā)展，能源緊缺日益成爲(wèi)急切需要解決的問(wèn)題。於是人們開(kāi)始越來(lái)越關(guān)注具有高儲(chǔ)能的環(huán)保電池，電池的研究從Ni-MH發(fā)展到現(xiàn)在的鋰二次電池。鋰二次電池體積比、能量比、質(zhì)量比都較高，沒(méi)有Cd-Ni燒結(jié)式電池的記憶效應(yīng)，不存在電池容量丟失問(wèn)題，電池內(nèi)不含鉛、鎘、汞等有害物質(zhì)，被稱(chēng)爲(wèi)綠色電池。因此，鋰二次電池以其高的能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命、綠色無(wú)污染等明顯優(yōu)勢(shì)，成爲(wèi)當(dāng)今世界的研究熱點(diǎn)。”
“而鋰空氣電池，在鋰二次電池中，都屬於最先進(jìn)的存在。但是，鋰空氣電池還存在著以下幾點(diǎn)問(wèn)題。”
“第一，就是鋰晶枝問(wèn)題。衆(zhòng)所周知，鋰空氣電池一般採(cǎi)用鋰金屬作爲(wèi)負(fù)極材料，金屬鋰在充電的時(shí)候，由於鋰電極表面的不平均，造成鋰電池表面電信號(hào)分佈不均勻，引起鋰不均勻沉積。該不均勻沉積過(guò)程致使鋰在一些部位沉積過(guò)快，產(chǎn)生樹(shù)枝一樣的結(jié)晶，即鋰晶枝現(xiàn)象。當(dāng)鋰晶枝發(fā)展到一定程度後，會(huì)產(chǎn)生兩種後果，一種是晶枝發(fā)生折斷，產(chǎn)生死鋰現(xiàn)象，造成鋰的不可逆；另一種後果更嚴(yán)重，晶枝穿過(guò)隔膜，將正極與負(fù)極連接起來(lái)，形成電池短路，結(jié)果產(chǎn)生大電流，生成大量的熱，溫度急劇升高導(dǎo)致電池著火，甚至發(fā)生爆炸，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的安全問(wèn)題。”
“第二，水分以及空氣中的氮?dú)饪刂茊?wèn)題。鋰空電池是一個(gè)開(kāi)放體系，這是和鋰離子電池不一樣的，鋰空要用空氣中的氧，而空氣中含有氮?dú)夂退羝嚂?huì)與這兩者反應(yīng)。既要透氧又要防氮防水，這是一個(gè)很難解決的問(wèn)題。”
“第三，固體反應(yīng)產(chǎn)物堆積問(wèn)題。由於在鋰空氣電池在正極上使用空氣中的氧作爲(wèi)活性物質(zhì)，理論上正極的容量密度是無(wú)限的，可加大容量。另外，如果負(fù)極使用金屬鋰，理論容量會(huì)比鋰離子充電電池提高一位數(shù)。但是，固體反應(yīng)生成物氧化鋰（Li2O）會(huì)在正極堆積，使電解液與空氣的接觸被阻斷，從而導(dǎo)致放電停止。”
“第四，氧氣的催化還原。氧的反應(yīng)速度非常慢，要提高氧的反應(yīng)活性必須採(cǎi)用高效的催化劑，現(xiàn)在的催化劑都是貴金屬，因此，必須發(fā)展高效廉價(jià)的催化劑，而這也一直是制約燃料電池發(fā)展的短板。”
“這四個(gè)問(wèn)題，將會(huì)是我們未來(lái)半年內(nèi)亟需解決的難題。”
“目前，關(guān)於這幾個(gè)問(wèn)題，我們主要有以下幾個(gè)思路。”
“第一，鋰晶枝問(wèn)題。目前國(guó)際上關(guān)於鋰晶枝問(wèn)題，主要有兩種解決方案，第一種，將重質(zhì)碳酸鎂（三氟甲磺酰基）用作電解液添加劑，使沉積的鎂與隨後積聚的鋰發(fā)生合金化反應(yīng)。第二種，就是使用3D聚二甲基硅氧烷（PDMS）層或硅樹(shù)脂層用作鋰金屬陽(yáng)極的基材，緩解鋰晶枝的生成。但這兩種方案，都或多或少存在一定的問(wèn)題。所以，我考慮，讓大尺寸單層石墨烯薄膜覆蓋在鋰金屬表面，從而抑制鋰晶枝的生成。至於如何讓石墨烯薄膜覆蓋在鋰金屬表面，這個(gè)問(wèn)題就交給葉興民教授和霍子謙教授所在的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)解決了！”
“龐教授，放心好了，我們保證完成任務(wù)。”
葉興民和霍子謙均點(diǎn)頭答應(yīng)了下來(lái)。
這兩位都來(lái)自材料工程學(xué)院，葉興民去年就加入龐學(xué)林的研究小組，在實(shí)驗(yàn)室製備高純度單壁碳納米管的過(guò)程中發(fā)回了重要作用。
後來(lái)又被龐學(xué)林調(diào)到飛刃材料項(xiàng)目組，職級(jí)也由之前的副教授升級(jí)爲(wèi)教授。
目前飛刃材料項(xiàng)目進(jìn)展順利，龐學(xué)林乾脆把葉興民弄到鋰空氣電池項(xiàng)目組。
葉興民與龐學(xué)林的合作時(shí)間最長(zhǎng)，之前早已領(lǐng)教過(guò)龐學(xué)林的學(xué)術(shù)水平，因此，在座的衆(zhòng)人中，就葉興民對(duì)龐學(xué)林的信心最足。
至於霍子謙，他是石墨烯材料領(lǐng)域的專(zhuān)家，龐學(xué)林提出的大尺寸單層石墨烯材料製備與工業(yè)化生產(chǎn)方案，早已讓他歎爲(wèi)觀(guān)止。
這一次龐學(xué)林邀請(qǐng)他加入鋰空氣電池項(xiàng)目組，他也欣然答應(yīng)。
龐學(xué)林微微一笑，拿起桌上的茶杯輕輕喝了一口，繼續(xù)道：“第二個(gè)問(wèn)題，水分以及空氣中氮?dú)饪刂茊?wèn)題，這個(gè)問(wèn)題，與固體氧化鋰反應(yīng)產(chǎn)物堆積問(wèn)題要放在一起解決。經(jīng)過(guò)我和沃頓教授的討論後，有以下方案：負(fù)極用電解液組合使用的是含有鋰鹽的有機(jī)電解液。雖然不能棄用有機(jī)溶媒，但卻限定了使用方法。正極用水性電解液使用鹼性水溶性凝膠，與微細(xì)化後的碳和低價(jià)氧化物催化劑形成的正極組合。在鋰空氣電池中，由於放電反應(yīng)生成的並非是固體的氧化鋰，而是容易溶解在水性電解液中的LiOH（氫氧化鋰）。氧化鋰在空氣電極堆積後，不會(huì)導(dǎo)致工作停止。水及氮等也不會(huì)穿過(guò)固體電解質(zhì)的隔壁，因此不存在與負(fù)極的鋰金屬發(fā)生反應(yīng)的危險(xiǎn)。而且，在充電時(shí)，如果配置充電專(zhuān)用的正極，還可防止充導(dǎo)電致空氣電極的腐蝕和老化。”
“現(xiàn)在唯一的問(wèn)題就是，如何讓負(fù)極中，含有鋰鹽的有機(jī)電解液與正極所使用的的水性電解液互不干涉，和諧相處，同時(shí)還要保證鋰離子在這兩種電解液中正常穿梭。我們的辦法和之前一樣，同樣採(cǎi)用大尺寸的單層石墨烯材料，作爲(wèi)兩種電解液之間的屏蔽層。而且我已經(jīng)計(jì)算過(guò)了，石墨烯的六元碳環(huán)，剛好可以讓鋰離子從這一通道中穿梭過(guò)去，只要我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中驗(yàn)證這一點(diǎn)，那麼鋰空氣電池中，最大的技術(shù)難題就算解決了。”
“因此，這個(gè)問(wèn)題，將由柯頓·沃克教授和何文彥教授負(fù)責(zé)解決。”
龐學(xué)林話(huà)音落下，除了早已知道內(nèi)情的柯頓·沃克外，其他人臉上均流露出驚訝之色。
甚至那幾位第一次與龐學(xué)林合作，來(lái)自化學(xué)與分子工程學(xué)院的教授，臉上一個(gè)個(gè)露出恍然大悟的表情。
難怪龐學(xué)林敢和田宏打這個(gè)賭，原來(lái)關(guān)鍵點(diǎn)竟然在這裡。
之前龐學(xué)林和他們聊的時(shí)候，雖然透露了部分信息，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有這一次來(lái)得詳細(xì)。
他們沒(méi)想到，龐學(xué)林和柯頓已經(jīng)有了解決鋰空氣電池中氮、水反應(yīng)以及固體生成物堆積問(wèn)題的完整思路，甚至連具體實(shí)現(xiàn)方案都有了。
不過(guò)他們也不會(huì)到處亂說(shuō)，加入項(xiàng)目組的這幾位主要成員，都是簽署了保密協(xié)議的，違約金更是高的驚人。
沒(méi)人會(huì)拿自己的前途開(kāi)玩笑。
這時(shí)，化學(xué)與分子工程學(xué)院一名叫做邱奇?zhèn)サ慕淌谧摎U道：“沃克教授，難怪龐教授願(yuàn)意投資您的項(xiàng)目，原來(lái)您竟然有了這麼巧妙的解決方案。”
柯頓·沃克苦笑得搖了搖頭，說(shuō)道：“邱教授，您誇錯(cuò)人了，這個(gè)方案的設(shè)計(jì)者，可並不是我。當(dāng)初我找到龐教授的時(shí)候，只是覺(jué)得石墨烯材料有一定的潛力可以應(yīng)用於鋰空氣電池領(lǐng)域，但具體如何實(shí)現(xiàn)，我還是兩眼一抹黑。這個(gè)方案，是龐學(xué)林教授提出來(lái)的，甚至之前的理論計(jì)算，也都是龐學(xué)林教授獨(dú)立完成的，我們接下來(lái)要做的，就是將龐學(xué)林教授的想法重複出來(lái)罷了。”
柯頓·沃克的話(huà)音落下，在座的衆(zhòng)人不由得一個(gè)個(gè)面面相覷，目瞪口呆。
也就與龐學(xué)林接觸時(shí)間最久的葉興民，反應(yīng)稍稍平淡一些。
這向來(lái)就是龐教授的常規(guī)操作啊。
一旁的何文彥驚歎道：“龐教授，你在鋰空氣電池領(lǐng)域還有研究？”
龐學(xué)林淡淡笑道：“關(guān)於鋰空氣電池，其實(shí)沃克教授不找我，我之前也已經(jīng)有一些想法了，只是沃克教授找到我，說(shuō)利用大尺寸的單層石墨烯作爲(wèi)正負(fù)極之間的半透膜，與我的想法不約而同，所以我才把沃克找過(guò)來(lái)的。研究嘛，倒是有一點(diǎn)，但都是一些不成熟的想法。我之前研究數(shù)學(xué)猜想，不順利或者沒(méi)思路的時(shí)候，我就會(huì)看些雜七雜八的論文，之前我看過(guò)一篇鋰空氣電池的綜述，覺(jué)得這種電池挺有搞頭的。所以就把之前一些亂七八糟的想法集合起來(lái)，讓大家見(jiàn)笑了。”
何文彥面色古怪地看著龐學(xué)林。
他和龐學(xué)林接觸不多，對(duì)這位年輕天才的瞭解，僅限於旁人的誇讚以及新聞中的報(bào)道。
之前龐學(xué)林跨行搞碳納米材料，不久前又弄出了人工智能MOSS，這些已經(jīng)很驚人了。
沒(méi)想到對(duì)方竟然在鋰空氣電池領(lǐng)域，也有如此深的造詣。
其他人臉上的表情也和何文彥差不多，與龐學(xué)林接觸一週以來(lái)，他們均有種首次認(rèn)識(shí)龐教授的感覺(jué)。
龐學(xué)林微笑道：“好了，接下來(lái)，我們說(shuō)說(shuō)第四個(gè)問(wèn)題，如何提高氧氣與鋰金屬的反應(yīng)速度，一般情況下，我們都會(huì)使用貴金屬作爲(wèi)催化劑，但是考慮到量產(chǎn)化以及未來(lái)的成本問(wèn)題，我們需要找到一種相對(duì)廉價(jià)的金屬催化劑。按照我之前的理論計(jì)算，我們可以考慮在金屬簇狀催化劑中選擇，大家都知道，團(tuán)簇的化學(xué)特徵上表現(xiàn)出隨團(tuán)簇的原子或分子個(gè)數(shù)n的增大而產(chǎn)生奇偶振盪性和幻數(shù)特徵。金屬簇在不同n值時(shí)反應(yīng)速率常數(shù)的差別可達(dá)10^3。關(guān)於金屬簇狀催化劑的催化性能，一Fe、Co、Ru的同核和異核簇合物做爲(wèi)催化劑在氧化還原反應(yīng)中具備較高的活性和選擇性。這個(gè)問(wèn)題，就交給邱奇?zhèn)ソ淌诤驮S汀教授了！”
邱奇?zhèn)ズ驮S汀聞言後，均點(diǎn)了點(diǎn)頭，答應(yīng)了下來(lái)。
龐學(xué)林道：“關(guān)於鋰空氣電池的大概技術(shù)方案和路線(xiàn)，就是這些，大家還有什麼問(wèn)題嗎？”
這時(shí)，此前一直沒(méi)有出聲的許汀道：“龐教授，假如我們使用金屬簇狀催化劑，那麼催化劑放在哪裡比較合適。如果將它直接放在鹼性的水溶性凝膠中，恐怕會(huì)引發(fā)氧化鋰在其表面堆積，從而影響電解質(zhì)的充電效果和使用壽命。”
龐學(xué)林微微一笑，對(duì)這個(gè)問(wèn)題早有準(zhǔn)備，說(shuō)道：“很簡(jiǎn)單，我們可以將其直接固定在利用石墨製成的空氣電極材料上，這樣一來(lái)，非但不會(huì)對(duì)電解質(zhì)造成影響，而且還可以通過(guò)定期更換正極材料，解決固體反應(yīng)物堆積問(wèn)題！”
許汀點(diǎn)了點(diǎn)頭道：“龐教授，我明白了。”
“好了，大家還有什麼問(wèn)題嗎？”
龐學(xué)林環(huán)顧四周。
衆(zhòng)人紛紛對(duì)視一眼，相繼說(shuō)道：“沒(méi)了！”
“沒(méi)什麼問(wèn)題了。”
“我覺(jué)得現(xiàn)在的方案已經(jīng)很完美了，接下來(lái)就看實(shí)驗(yàn)效果怎麼樣，等實(shí)驗(yàn)中再出現(xiàn)問(wèn)題，我們到時(shí)候可以再商量解決。”
龐學(xué)林點(diǎn)頭道：“好，既然如此，那大家就散了吧，接下來(lái)正式開(kāi)始進(jìn)入項(xiàng)目流程！”