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第110章:生物电池:甲壳素新应用(1 / 1)

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林风把最后一片电解质膜放进托盘时,李梦瑶已经打开了新项目的记录文档。

“生物电池项目,激活。”她敲下回车键,屏幕跳出空白表格。

陈小满从设备堆里抬起头,“这么快就上新方向?”

“材料有了。”李梦瑶调出数据图,“甲壳素分解后的导电纤维,加之我们刚做的氟化包覆层,具备储能潜力。”

周雨晴走过来,手里拿着一份测试报告,“你是指它的电荷保持能力?”

“不止。”李梦瑶指着图表中的一段曲线,“你看这里,在低电流输出时,电压平台特别稳定。这说明它可能适合做缓释型电源。”

张铁柱拧紧离心机的固定螺栓,插话:“你是想拿它当电池用?”

“是。”李梦瑶点头,“不是替代现在的固态电池,而是另起一条路。这种生物材料反应温和,安全性高,如果能控制放电节奏,可以用在医疗设备或者环境监测设备上。”

林风把手里的托盘放到一边,“我来处理原料。”

他走到操作台前,打开密封罐。里面是昨晚处理完的甲壳素纤维,呈灰白色絮状,整齐堆栈。

他的手粘贴去,异能缓缓渗入。

纤维内部的分子结构开始重组,部分非晶区被定向打乱,形成更多离子信道。

二十分钟后,他收手。

“可以用了。”他说。

李梦瑶立刻采样,放入电化学工作站。

电极夹住一小撮纤维,电流加载。

显示屏上的曲线缓慢上升,达到一个平台后维持了三分钟,然后开始下降。

“输出时间比预估长。”她低声说,“但衰减太快。”

“峰值呢?”周雨晴问。

“三点八伏,接近锂电水平。”

“循环几次看看。”

第二次充电,电压只能升到三点二伏。

第三次,不到两伏。

“不可逆损耗太大。”陈小满看着数据摇头,“充一次,材料就废一半。”

“问题不在导电性。”李梦瑶拆开样品,“纤维表面有微裂纹,可能是异能处理时应力不均导致的。”

林风凑近观察,“下次我调整能量分布,分局域逐步释放。”

“还要加支撑结构。”周雨晴拿起显微图象,“单独靠纤维承载电流,太脆弱。得嵌进基体里。”

“用凝胶?”张铁柱提议,“食堂打包汤水的那种透明胶袋,加热能溶,冷却成型。”

“pva水凝胶可以试试。”李梦瑶记下来,“保水性好,还能提供氢键网络,帮助离子移动。”

“我去找原料。”张铁柱转身去翻仓库。

陈小满打开计算机,开始画结构图,“正负极怎么设计?还用锂吗?”

“不用。”李梦瑶说,“既然是生物电池,电极也得匹配。我查过资料,甲壳素分解过程中产生的氨基葡萄糖副产物,有一定还原性,可以尝试做负极活性物质。”

“那正极呢?”

“醌类化合物。”她说,“天然存在于腐殖质里,废木屑浸泡液就能提取。”

林风听着,突然想到什么,“城西垃圾转运站,每天清运一批园林修剪枝,泡在水池里发酵,上面浮着一层黑水。”

“就是它。”李梦瑶眼睛亮了,“明天我去采样。”

当晚,团队重新分工。

李梦瑶负责电极材料提纯与配比,周雨晴主攻凝胶基体配方,陈小满搭建测试电路板,张铁柱改装小型涂布机,林风则集中处理生物原料。

第二天一早,林风就开始批量分解甲壳素。

他将碎料平铺在金属托盘上,双手交替按压,异能一层层渗透进去。

这次他改变了方式,不再一次性击穿结晶区,而是像剥洋葱一样,逐层松解分子链。

每处理完一批,他就停下来检查纤维状态。

第三轮时,手感明显不同。

纤维更柔软,拉伸时不易断,显微镜下也没有裂痕。

“成了。”他递给李梦瑶。

她立刻投入电极制备。

氨基葡萄糖粉末与导电炭黑混合,压成薄片。

另一边,林风协助提取醌液。

他们从张铁柱带回的黑水中过滤杂质,添加酸调节ph值,析出暗红色沉淀。

干燥后研磨,得到粗糙晶体。

“纯度不高。”李梦瑶检测后说,“但能用。”

正负极片完成后,周雨晴开始调配pva溶液。

热水溶解聚合物,添加甘油防干裂,再混入少量硫酸提供自由氢离子。

液体冷却到五十度,变得粘稠透明。

她将纤维网浸入其中,缓慢提起。

一层均匀凝胶附着在表面。

晾干后,变成半透明薄膜。

“组装。”林风说。

四人围在操作台边。

先放负极片,铺上凝胶电解质膜,再盖上正极。

边缘用热封机压合,防止漏液。

最后接上导线,粘贴标签。

第一块生物电池完成。

接入测试仪。

初始电压显示三点六伏。

“加载负载。”陈小满开启电阻模块。

电流表跳动,数值稳定在零点三安。

电压缓慢下降,十分钟后停在三点三伏。

“持续输出。”他记录,“没有突然掉压。”

继续运行半小时,电压降到两点七伏,电流仍维持。

“比预期好。”李梦瑶盯着曲线,“能量释放很平稳。”

“温度呢?”周雨晴摸了摸外壳。

“没发热。”

“做长时间测试。”林风说,“看能撑多久。”

他们设置自动记录程序,每五分钟采集一次数据。

当天傍晚,电压跌破一点五伏。

晚上九点,完全归零。

总放电时间四小时十二分钟。

“容量不大。”陈小满算了一下,“只有同体积锂电池的五分之一。”

“但安全。”张铁柱拆开电池,“内部没膨胀,凝胶也没碳化。”

“关键是不能充电。”李梦瑶取出正极片,“醌类物质反应后无法还原,属于一次性体系。”

“所以是消耗型电源。”周雨晴说,“适合短期任务,比如野外传感器、一次性检测仪。”

“也可以分级使用。”林风说,“先供高电压脉冲,再转为低功耗维持。”

“想法不错。”李梦瑶开始修改方案,“下一版试试双层结构,外层快速放电,内层缓释。”

“还得提高寿命。”周雨晴提醒,“现在四小时太短。”

“材料本身限制。”李梦瑶摇头,“生物分子稳定性差,长时间通电容易分解。”

“有没有可能结合之前的固态技术?”陈小满问。

所有人都安静了一瞬。

林风抬头,“你是说,把生物材料和陶瓷基质融合?”

“对。”陈小满指着记录本,“我们上次做的固态电解质,机械强度高,热稳定好,只是柔性不够。而这个生物电池,柔轫性好,安全性高,就是寿命短。两者能不能互补?”

“嵌入式结构。”李梦瑶迅速反应,“用陶瓷做骨架,生物材料填充内部孔道,既能约束分子降解,又能保留柔性。”

“接口匹配吗?”周雨晴问。

“试了才知道。”林风说,“我可以控制异能,在陶瓷基底上开出微孔网络,再把生物纤维精准植入。”

“工艺复杂。”张铁柱皱眉,“现有设备不一定撑得住。”

“先做小样。”李梦瑶已经打开设计软件,“尺寸缩小,五毫米见方,方便测试。”

接下来三天,团队转入新模式。

林风用异能改造陶瓷片,在表面生成蜂窝状微孔数组。

孔径控制在十微米以内,深度统一。

处理完后,他将生物纤维逐一送入孔中,末端连接导电层。

整个过程耗时极长,每次操作不超过三分钟就得休息,避免异能耗尽。

第四天上午,第一批复合电池原型完成。

共六片,编号b-01至b-06。

接入测试系统。

加载相同负载。

b-01电压起步三点五伏,十五分钟后降至三点二,之后缓慢下滑。

两小时后,仍维持在两点八伏以上。

“比纯生物电池持久。”陈小满对比数据,“衰减速度慢了将近一倍。”

b-03在三小时四十分时断电。

其馀几片继续运行。

b-05撑到了五小时十九分钟。

“提升明显。”李梦瑶拆解样品,“陶瓷骨架有效抑制了材料形变,纤维没有断裂。”

“但离子传输受影响。”周雨晴分析曲线,“初期响应变慢,可能是孔道阻碍了扩散。”

“优化孔结构。”林风说,“下次做大开口,增加连通性。”

“还要考虑成本。”张铁柱说,“这样一片做下来,人工和时间投入太大。”

“自动化。”林风擦掉额头的汗,“我们可以做个模板,用压力法批量植入纤维。”

“先定型。”李梦瑶把数据汇总,“确定最佳孔深和密度。”

“今晚继续。”周雨晴调出显微图象,“我需要十组不同参数的样本。”

林风点头,走向原料区。

他打开新的陶瓷基板盒,取出一片放在操作台上。

手指刚触到表面,一阵酸胀从手臂传来。

他停顿一下,甩了甩手。

呼吸略重,但没说话。

重新把手放上去。

异能再次激活。

微光在指间隐约闪动。

陶瓷表面开始出现细密的小点。

第一个孔成型。

第二个。

第三个。

陈小满抬头看了他一眼。

李梦瑶记录下时间。

凝胶槽里的溶液正在搅拌。

周雨晴切换了显微镜镜头。

张铁柱拧紧了固定夹。

林风的手没有停下。

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