Volume 10 - Capítulo 959

959 Membrana de Troca Molecular Baseada em Silício Poroso. Na verdade, Chen Yushan estava errado desta vez.

Depois que Lu Zhou voltou para Nanjing, ele planejava fazer outro retiro e não queria sair de casa até resolver a hipótese de Riemann. No entanto, ele tinha muitas responsabilidades.

Yang Xu, o diretor do Instituto de Materiais Computacionais, o chamou para pedir ajuda.

Ele ligou sobre o projeto da bateria de lítio-ar, que havia sido estabelecido alguns anos antes.

Lu Zhou ficou bastante surpreso. Até o final do ano passado, os relatórios do Instituto de Materiais Computacionais mostravam que eles haviam feito progressos significativos na pesquisa de baterias de lítio-ar.

Mas parecia que tudo estava indo ladeira abaixo este ano?

Wang Peng levou Lu Zhou ao Instituto de Estudos Avançados, e assim que Lu Zhou entrou no laboratório, Yang Xu agarrou seu braço e implorou por ajuda.

“Por favor, me ajude! Eu não… consigo mais!”

“Cala a boca, fale direito. Estou aqui. Não é como se você estivesse no leito de morte, me diga o que está errado, eu vejo se posso ajudar…”

Lu Zhou ficou chocado com o estado mental de Yang Xu.

Depois de se tornar o diretor do Instituto de Materiais Computacionais, ele havia liderado muitos projetos de sucesso e resolvido muitos problemas de pesquisa em ciência de materiais.

Não era incomum para um cara como ele, que estava na vanguarda da pesquisa científica, encontrar problemas difíceis, mas desta vez foi diferente…

Honestamente, Lu Zhou estava curioso para saber que tipo de problema poderia atormentar esse cara a esse nível.

Yang Xu: “Lembra da membrana de troca molecular de silício poroso que mencionei no relatório de progresso da pesquisa algum tempo atrás?”

Lu Zhou pensou no relatório e assentiu.

“Acho que sim.”

Yang Xu suspirou e disse: “Bem, de acordo com nossa análise experimental, descobrimos que quando esse tipo de material de silício poroso é colocado sob uma certa diferença de pressão, as moléculas de gás do lado de alta pressão transportam lentamente moléculas de um diâmetro específico para o lado de baixa pressão. Nossa equipe de projeto imediatamente deu seguimento a esta pesquisa e fez uma membrana de troca capaz de filtrar moléculas de gás na faixa de diâmetro de 3,4-3,5 Å.”

Lu Zhou: “Isso não é uma coisa boa?”

O diâmetro da molécula de oxigênio era 3,46 Å, que estava dentro dessa faixa. Embora as moléculas de gás argônio tivessem um diâmetro de 3,4 Å, que também estava dentro da faixa de filtragem, o argônio raramente era encontrado na natureza, então não tinha um efeito significativo.

“Não é bom de jeito nenhum.” Yang Xu franziu a testa e balançou a cabeça. Então ele disse: “Os limites superior e inferior da faixa de filtragem não são fixos; eles mudam com a pressão… Você entende o que estou querendo dizer?”

Lu Zhou teve uma expressão de compreensão.

“Ah, entendo, entendo onde está o problema.”

Basicamente, essa membrana de troca molecular baseada em silício poroso era como uma rede de pesca flexível. Quando a rede de pesca se expandia, os buracos da rede de pesca também se expandiam…

Portanto, a única solução era manter a pressão do ar constante em ambos os lados, para garantir que apenas moléculas de oxigênio pudessem passar pela membrana…

Mas isso era obviamente impossível.

Yang Xu deixou claro que a faixa de filtragem variava linearmente com a diferença de pressão entre os dois lados.

Esqueça os custos técnicos de manter a pressão do ar em um nível tão preciso, do ponto de vista da segurança, era perigoso permitir que uma reação redox ocorresse em níveis instáveis ​​de oxigênio.

O lítio metálico não era brincadeira, ele poderia explodir espontaneamente a qualquer momento!

Se houvesse qualquer quantidade de contaminação, eles teriam uma bomba em suas mãos.

“Estamos presos aqui há meio ano.” Yang Xu balançou a cabeça e disse: “Tentamos tudo o que pudemos.”

Lu Zhou pensou por um segundo e disse: “Você tem alguma simulação? Deixe-me ver.”

“Me siga.”

Yang Xu caminhou até um computador e clicou no mouse. Logo depois, uma imagem de composição tridimensional de uma membrana de troca molecular baseada em silício com uma estrutura de rede porosa foi apresentada na tela na frente de Lu Zhou.

Yang Xu apontou para a imagem na tela e falou.

“Tentamos aumentar a pressão superficial em um lado da membrana de troca, o que faz com que moléculas de um determinado diâmetro passem pela membrana de troca molecular a uma taxa constante…”

Yang Xu clicou no mouse novamente.

Pontos verdes e vermelhos apareceram nos lados da membrana de troca molecular, e começaram a se reunir em direção à superfície da membrana.

“… Quando a pressão superficial da membrana atinge o nível A, as moléculas de oxigênio começam a se mover através da membrana de troca molecular, para a câmara de troca de gás da bateria de lítio-ar. Mas quando a pressão superficial continua a aumentar, o que aumenta a diferença de pressão, o nitrogênio também começará a passar pela membrana…

“No entanto, enquanto a diferença de pressão muda de A para B, uma quantidade significativa de moléculas de nitrogênio já penetrou lentamente na membrana.”

Os pontos vermelhos na tela, que representavam moléculas de nitrogênio, haviam passado pela membrana de troca, entrando em contato com o ânodo de lítio.

Lu Zhou olhou para a demonstração do software de Yang Xu e tinha uma expressão digna no rosto.

Após a demonstração, Yang Xu suspirou e sentou-se na cadeira do computador.

“Encontramos soluções para moléculas de água, dióxido de carbono e até mesmo monóxido de carbono e dióxido de enxofre. Mas o nitrogênio… é muito complicado. Eles são como um bando de moscas, é impossível pegá-los.”

Embora o nitrogênio pudesse ser usado como gás protetor na maioria das situações, como na indústria alimentícia, ele não era aplicável às baterias de lítio-ar. Principalmente porque o nitrogênio reagiria com o lítio, formando Li3N.

Se o gás nitrogênio penetrasse no sistema de circulação da bateria de lítio-ar, toda a bateria seria destruída em alguns ciclos.

A razão pela qual as baterias de lítio-ar eram tão difíceis de produzir era que o lítio era altamente reativo. A quantidade de impurezas que precisavam ser eliminadas era extremamente alta.

Naquela época, o famoso laboratório Almaden da IBM tentou pesquisar baterias de lítio-ar. Eles até usaram algum tipo de tecnologia de computação distribuída, posicionando cada átomo de oxigênio precisamente no ânodo de lítio…

O resultado final foi óbvio. Eles falharam miseravelmente.

Até mesmo a rica e poderosa IBM teve que interromper esse projeto que queimava dinheiro.

Embora o Instituto de Materiais Computacionais tenha obtido algum sucesso com sua pesquisa, se eles não conseguirem se livrar das impurezas no gás, sua pesquisa se tornaria totalmente inútil.

Antes de pedir ajuda a Lu Zhou, Yang Xu e sua equipe de projeto de baterias de lítio-ar ficaram presos nesse gargalo por meio ano. Eles não conseguiram progredir.

Yang Xu sabia que se ele não conseguisse resolver esse problema sozinho, ninguém mais no Instituto de Estudos Avançados conseguiria, exceto o pai da ciência dos materiais computacionais — o Professor Lu.

No entanto, embora Lu Zhou estivesse confiante em suas próprias habilidades, ele não conseguiu encontrar uma solução.

Ele ponderou por muito tempo e disse: “Vou dar uma olhada. Se eu encontrar algo, eu te aviso.”

Vendo que até mesmo Lu Zhou não conseguia pensar em uma solução, Yang Xu gradualmente perdeu a esperança.

“… Obrigado.”

Na pior das hipóteses, ele teria que desistir dessa rota técnica e começar a pesquisar outras direções.

Lu Zhou não percebeu o quão desesperado Yang Xu estava, então ele sorriu sem jeito e falou.

“De nada…”

Este projeto de pesquisa poderia valer bilhões, ou até trilhões!

Não estou interessado em dinheiro, mas este projeto de pesquisa é valioso. Vale a pena tentar…