第二百一十五章 意外發現
第214章 意外發現
臨近過年，公司的事情安排完成了，江淼也沒有多少事情加緊處理，因此他一直在實驗室做研究工作。
1月20號，農曆大寒。
書雅打電話讓他過去一趟。
進了書雅的微生物實驗室。
他就看到書雅正在十幾個實驗電池箱旁邊。
「阿雅，有什麼事情？」
書雅看到他過來，將一份剛剛檢測的數據遞過來：「你看一下就知道。」
江淼接過文件夾，仔細翻看了一遍，眉頭一挑：「你竟然研究出這種東西。」
書雅笑著解釋道：「這不是看你前幾個月，一直對於未來的大豆產能過剩憂心忡忡嘛，我也想幫你解決一下這個問題，就看看能不能使用大豆作為發電菌的食物，沒有想到還有意外之喜。」
放下文件夾，江淼仔細觀察眼前這些實驗性的電池箱。
同時也在聽書雅解釋一些具體情況。
「我使用秸稈粉末、大豆粉末、加上瓊脂粉末，調整成為特殊的凝膠體，加上發電菌種，和其他輔助微量藥劑，讓發電菌維持一個相對生長…」
「目前最好的一個版本，發電功率為每立方米334瓦，平穩維持時間為160個小時，理論發電量為53.44千瓦時，實際發電量為48千瓦時左右…」
從這些數據來看，這個技術比之前江淼研究的版本，似乎只有三分之一的發電量。
但是真正讓江淼非常驚訝的東西，是這種凝膠體內部，隨著發電菌的生長繁殖，竟然形成了一種特殊的納米結構。
這種納米結構類似於蘑菇類的大型真菌，不過其內部密布密密麻麻的蜂窩狀。
書雅本來是打算研究一下這個蜂窩狀凝膠，可不可以通過再次添加營養粉料，讓其重新利用起來。
然而實驗結果卻出乎意料，二次添加了營養粉料的蜂窩凝膠體，發電量少得不正常。
可是那些發電菌卻正常消耗了營養粉料的養分。
這個結果引起了書雅的興趣，她重新研究了蜂窩凝膠體，發現其結構竟然可以儲存電能。
每立方米的蜂窩凝膠體，一開始研究出來的蓄電上限為150千瓦時左右。
後續，書雅又帶著十幾個實驗助手，深入研究了蜂窩凝膠的各種物理化學特性。
發現經過乾燥滅活處理的蜂窩凝膠，可以通過加新的凝膠體中，實現二次堆迭。
目前堆迭極限為3次，每一次堆迭之後，蜂窩凝膠的儲電納米結構會增加一倍左右，即每立方米的蓄電上限被提升到了450千瓦時。
不過這東西的放電功率並不高，目前只有1600瓦左右，一次充滿電，可以持續放電281個小時。
書雅一直在想辦法，提高其快速放電的能力，但是搞了一個多月，還是毫無頭緒，最後才找他過來看看。
「溫度、光照和酸鹼度之類，你都實驗過了，雖然可以改變，但是改變幅度不大。」江淼思考了起來。
準確來講，是他開啟了鑑定面板，仔細觀察著裝這些蜂窩凝膠體。
這些納米結構是發電菌菌體凋亡之後形成的結構，哪怕是凋亡之後，這些結構仍然保留了發電菌的一些特性。
突然他想到一個可能：「阿雅，你可以嘗試一下，增加氧氣濃度。」
「氧氣濃度？是增加其氧化還原反應嗎？我試一下。」書雅若有所思，隨即安排實驗助手開始做實驗。
隨著蜂窩凝膠之中，被通入的氧氣越來越多，果然凝膠體的發電量也跟著飆升。
但是，很快整個凝膠體猛然燃燒起來。
早有準備的實驗助手們，迅速按照操作手冊開始滅火。
書雅沒有太意外，畢竟向蓄電池通入氧氣，如果放電量真的增加了，那大概率是會起火的。
她聚精會神看著剛才的實驗數據。
當氧氣濃度達到45%時，放電功率達到最大，為4725瓦；當氧氣濃度達到53%時，放電功率下降為3529瓦，凝膠體開始自燃。
而一旁的江淼，更是通過鑑定面板，看到了整個放電過程中的各種細節，氧氣濃度確實可以增加蜂窩凝膠體的放電功率，但對凝膠體的蓄電納米結構有巨大的破壞。
這也是意料之中的結果。
畢竟加大氧氣濃度，就是為了增加氧化還原反應效率，當一個東西被氧化了，那其結構肯定會跟著改變。
江淼並沒有太在意這一點，他真正的目的，主要為了看這些納米結構的放電特性，是通過什麼方式實現放電的。
而剛才的激烈反應過程中，他看到了自己想要的答案。
這個結構是通過磷原子和氮原子，讓電子在特殊的納米結構之中，發生快速遷移，從而實現放電效應，其結構有點類似於電鰻的電肌細胞。
在江淼的指點下，書雅帶著十幾個實驗助手，在過年之前，終於完成了蜂窩凝膠體的放電功率調節技術。
該技術使用了大豆油作為緩衝劑（其他高凝固點的植物油也可以），加入氯化鉀，只要通過調節LED燈光的波段，就可以讓蜂窩凝膠體的放電功率，從0∽96千瓦之間自由切換。
而其使用壽命，根據江淼通過鑑定面板的預估，大概可以實現600次左右的高效放電，放電超過600次之後，其納米結構就會開始失效，其蓄電和放電能力都會直線下降。
蜂窩凝膠體的充電功率也可以在0∽96千瓦之間切換。
不過其充電損耗率，比鋰電池低一點，大概在3∽7%左右。
其放電損耗率同樣為3∽7%。
每個月在自放電損耗上，大概是0.2∽0.8%左右。
而其低溫運行情況上，其實是受到凝膠體內部的大豆油影響，一旦大豆油凝固，那其放電功率會直線下降到只剩下十分之一左右；如果是亞凝固狀態，即零度到負十六攝氏度之間，其放電功率大概為二分之一左右。
不過好在凝膠體一旦開始放電，其發電過程中的電損部分，絕大部分會變成熱能釋放出來，從而讓凝膠體內部快速升溫。
因此如果要在北方地區，使用凝膠體作為蓄電池，就要在冬天加裝保溫層和快速加熱器，通過快速加熱，再利用凝膠體自發熱的效果，讓其時刻維持高效運行。
但是這種設計，有一個麻煩的地方，那就是夏天的時候，必須及時將凝膠體外面的保溫層拆除，不然一旦運行起來，其核心溫度會達到46攝氏度左右，必須讓其裸露，通過風冷或者水冷的方式，將其核心溫度壓低到20∽30攝氏度之間。
這些缺點，並沒有降低凝膠蓄電池的價值。
畢竟其每立方米儲電量可以達到450千瓦時，其重量為1.5噸，相當於每公斤的能量密度為0.3千瓦時。
這個能量密度是什麼水平？
磷酸鐵鋰在0.16∽0.2千瓦時每公斤左右。
半固態電池在0.28∽0.4千瓦時每公斤左右。
全固態電池在0.5∽0.7千瓦時每公斤左右。
也就是說，凝膠蓄電池的能量密度和半固態電池差不多。
但是凝膠電池有一個特點，那就是其生產成本非常低，其核心原材料就是放電菌菌體、大豆油、氯化鉀和其他輔助的微量元素，加上電極和外殼之類，以目前的市場價格計算，每立方米成本大概在3500塊錢左右。
這個成本可以秒殺磷酸鐵鋰的每噸3萬，更別提那些平均每噸20萬以上的固態大坑了。
而且凝膠電池環保呀！
凝膠電池報廢了，大豆油還可以回收去煉生物柴油，蜂窩菌體可以粉碎作為有機肥，這不僅僅不需要擔心環境污染，也不需要耗費大量資金去做廢物處理，還可以賺回一部分成本。
儘管只有600次充電放電，比磷酸鐵鋰的2000次左右弱爆了，但這東西便宜得要死。
生產一噸磷酸鐵鋰的成本，都可以生產8.5立方米，即12.75噸的凝膠電池了。
用報廢了，更換起來不心疼。
其他電池需要各種稀有元素，這加大了生產成本的同時，也增加了產業鏈的風險，畢竟國內很多稀有元素的儲備不足，一旦國外有風吹草動，就會導致生產成本大幅度飆升。
而凝膠電池的核心原材料是大豆、秸稈和氯化鉀，這些東西現在國內並不缺乏。
當然，凝膠電池的好處，還是利好儲電產業。
畢竟其充電放電加起來的損耗率，僅僅只有6∽14%，這意味著充電10度，放電差不多有8.6∽9.4度，比現在的抽水蓄能水庫更有優勢，抽水蓄能水庫上限，也只能做到充電10度，放電7.5度。
至於應用在交通工具的移動電源上，肯定是可以的。
但是考慮到凝膠電池充電極限功率，也只能達到96千瓦，沒有辦法實現幾分鐘快充。
因此其比較適合換電模式，而不是充電模式。
就是交通工具的電池電量消耗得差不多了，就直接去更換電池，避免充電的麻煩。
按照目前的情況，凝膠電池每立方米450千瓦時的能量密度，如果是普通家庭小轎車，150千瓦時的電量就足夠用了，沒有必要將電池設計得那麼大。
倒是大貨車、工程車輛、內河運輸船之類，需要比較大的電量。
(本章完)
臨近過年，公司的事情安排完成了，江淼也沒有多少事情加緊處理，因此他一直在實驗室做研究工作。
1月20號，農曆大寒。
書雅打電話讓他過去一趟。
進了書雅的微生物實驗室。
他就看到書雅正在十幾個實驗電池箱旁邊。
「阿雅，有什麼事情？」
書雅看到他過來，將一份剛剛檢測的數據遞過來：「你看一下就知道。」
江淼接過文件夾，仔細翻看了一遍，眉頭一挑：「你竟然研究出這種東西。」
書雅笑著解釋道：「這不是看你前幾個月，一直對於未來的大豆產能過剩憂心忡忡嘛，我也想幫你解決一下這個問題，就看看能不能使用大豆作為發電菌的食物，沒有想到還有意外之喜。」
放下文件夾，江淼仔細觀察眼前這些實驗性的電池箱。
同時也在聽書雅解釋一些具體情況。
「我使用秸稈粉末、大豆粉末、加上瓊脂粉末，調整成為特殊的凝膠體，加上發電菌種，和其他輔助微量藥劑，讓發電菌維持一個相對生長…」
「目前最好的一個版本，發電功率為每立方米334瓦，平穩維持時間為160個小時，理論發電量為53.44千瓦時，實際發電量為48千瓦時左右…」
從這些數據來看，這個技術比之前江淼研究的版本，似乎只有三分之一的發電量。
但是真正讓江淼非常驚訝的東西，是這種凝膠體內部，隨著發電菌的生長繁殖，竟然形成了一種特殊的納米結構。
這種納米結構類似於蘑菇類的大型真菌，不過其內部密布密密麻麻的蜂窩狀。
書雅本來是打算研究一下這個蜂窩狀凝膠，可不可以通過再次添加營養粉料，讓其重新利用起來。
然而實驗結果卻出乎意料，二次添加了營養粉料的蜂窩凝膠體，發電量少得不正常。
可是那些發電菌卻正常消耗了營養粉料的養分。
這個結果引起了書雅的興趣，她重新研究了蜂窩凝膠體，發現其結構竟然可以儲存電能。
每立方米的蜂窩凝膠體，一開始研究出來的蓄電上限為150千瓦時左右。
後續，書雅又帶著十幾個實驗助手，深入研究了蜂窩凝膠的各種物理化學特性。
發現經過乾燥滅活處理的蜂窩凝膠，可以通過加新的凝膠體中，實現二次堆迭。
目前堆迭極限為3次，每一次堆迭之後，蜂窩凝膠的儲電納米結構會增加一倍左右，即每立方米的蓄電上限被提升到了450千瓦時。
不過這東西的放電功率並不高，目前只有1600瓦左右，一次充滿電，可以持續放電281個小時。
書雅一直在想辦法，提高其快速放電的能力，但是搞了一個多月，還是毫無頭緒，最後才找他過來看看。
「溫度、光照和酸鹼度之類，你都實驗過了，雖然可以改變，但是改變幅度不大。」江淼思考了起來。
準確來講，是他開啟了鑑定面板，仔細觀察著裝這些蜂窩凝膠體。
這些納米結構是發電菌菌體凋亡之後形成的結構，哪怕是凋亡之後，這些結構仍然保留了發電菌的一些特性。
突然他想到一個可能：「阿雅，你可以嘗試一下，增加氧氣濃度。」
「氧氣濃度？是增加其氧化還原反應嗎？我試一下。」書雅若有所思，隨即安排實驗助手開始做實驗。
隨著蜂窩凝膠之中，被通入的氧氣越來越多，果然凝膠體的發電量也跟著飆升。
但是，很快整個凝膠體猛然燃燒起來。
早有準備的實驗助手們，迅速按照操作手冊開始滅火。
書雅沒有太意外，畢竟向蓄電池通入氧氣，如果放電量真的增加了，那大概率是會起火的。
她聚精會神看著剛才的實驗數據。
當氧氣濃度達到45%時，放電功率達到最大，為4725瓦；當氧氣濃度達到53%時，放電功率下降為3529瓦，凝膠體開始自燃。
而一旁的江淼，更是通過鑑定面板，看到了整個放電過程中的各種細節，氧氣濃度確實可以增加蜂窩凝膠體的放電功率，但對凝膠體的蓄電納米結構有巨大的破壞。
這也是意料之中的結果。
畢竟加大氧氣濃度，就是為了增加氧化還原反應效率，當一個東西被氧化了，那其結構肯定會跟著改變。
江淼並沒有太在意這一點，他真正的目的，主要為了看這些納米結構的放電特性，是通過什麼方式實現放電的。
而剛才的激烈反應過程中，他看到了自己想要的答案。
這個結構是通過磷原子和氮原子，讓電子在特殊的納米結構之中，發生快速遷移，從而實現放電效應，其結構有點類似於電鰻的電肌細胞。
在江淼的指點下，書雅帶著十幾個實驗助手，在過年之前，終於完成了蜂窩凝膠體的放電功率調節技術。
該技術使用了大豆油作為緩衝劑（其他高凝固點的植物油也可以），加入氯化鉀，只要通過調節LED燈光的波段，就可以讓蜂窩凝膠體的放電功率，從0∽96千瓦之間自由切換。
而其使用壽命，根據江淼通過鑑定面板的預估，大概可以實現600次左右的高效放電，放電超過600次之後，其納米結構就會開始失效，其蓄電和放電能力都會直線下降。
蜂窩凝膠體的充電功率也可以在0∽96千瓦之間切換。
不過其充電損耗率，比鋰電池低一點，大概在3∽7%左右。
其放電損耗率同樣為3∽7%。
每個月在自放電損耗上，大概是0.2∽0.8%左右。
而其低溫運行情況上，其實是受到凝膠體內部的大豆油影響，一旦大豆油凝固，那其放電功率會直線下降到只剩下十分之一左右；如果是亞凝固狀態，即零度到負十六攝氏度之間，其放電功率大概為二分之一左右。
不過好在凝膠體一旦開始放電，其發電過程中的電損部分，絕大部分會變成熱能釋放出來，從而讓凝膠體內部快速升溫。
因此如果要在北方地區，使用凝膠體作為蓄電池，就要在冬天加裝保溫層和快速加熱器，通過快速加熱，再利用凝膠體自發熱的效果，讓其時刻維持高效運行。
但是這種設計，有一個麻煩的地方，那就是夏天的時候，必須及時將凝膠體外面的保溫層拆除，不然一旦運行起來，其核心溫度會達到46攝氏度左右，必須讓其裸露，通過風冷或者水冷的方式，將其核心溫度壓低到20∽30攝氏度之間。
這些缺點，並沒有降低凝膠蓄電池的價值。
畢竟其每立方米儲電量可以達到450千瓦時，其重量為1.5噸，相當於每公斤的能量密度為0.3千瓦時。
這個能量密度是什麼水平？
磷酸鐵鋰在0.16∽0.2千瓦時每公斤左右。
半固態電池在0.28∽0.4千瓦時每公斤左右。
全固態電池在0.5∽0.7千瓦時每公斤左右。
也就是說，凝膠蓄電池的能量密度和半固態電池差不多。
但是凝膠電池有一個特點，那就是其生產成本非常低，其核心原材料就是放電菌菌體、大豆油、氯化鉀和其他輔助的微量元素，加上電極和外殼之類，以目前的市場價格計算，每立方米成本大概在3500塊錢左右。
這個成本可以秒殺磷酸鐵鋰的每噸3萬，更別提那些平均每噸20萬以上的固態大坑了。
而且凝膠電池環保呀！
凝膠電池報廢了，大豆油還可以回收去煉生物柴油，蜂窩菌體可以粉碎作為有機肥，這不僅僅不需要擔心環境污染，也不需要耗費大量資金去做廢物處理，還可以賺回一部分成本。
儘管只有600次充電放電，比磷酸鐵鋰的2000次左右弱爆了，但這東西便宜得要死。
生產一噸磷酸鐵鋰的成本，都可以生產8.5立方米，即12.75噸的凝膠電池了。
用報廢了，更換起來不心疼。
其他電池需要各種稀有元素，這加大了生產成本的同時，也增加了產業鏈的風險，畢竟國內很多稀有元素的儲備不足，一旦國外有風吹草動，就會導致生產成本大幅度飆升。
而凝膠電池的核心原材料是大豆、秸稈和氯化鉀，這些東西現在國內並不缺乏。
當然，凝膠電池的好處，還是利好儲電產業。
畢竟其充電放電加起來的損耗率，僅僅只有6∽14%，這意味著充電10度，放電差不多有8.6∽9.4度，比現在的抽水蓄能水庫更有優勢，抽水蓄能水庫上限，也只能做到充電10度，放電7.5度。
至於應用在交通工具的移動電源上，肯定是可以的。
但是考慮到凝膠電池充電極限功率，也只能達到96千瓦，沒有辦法實現幾分鐘快充。
因此其比較適合換電模式，而不是充電模式。
就是交通工具的電池電量消耗得差不多了，就直接去更換電池，避免充電的麻煩。
按照目前的情況，凝膠電池每立方米450千瓦時的能量密度，如果是普通家庭小轎車，150千瓦時的電量就足夠用了，沒有必要將電池設計得那麼大。
倒是大貨車、工程車輛、內河運輸船之類，需要比較大的電量。
(本章完)