Chương 12: Dựng xưởng vạn mét, luyện pin thể rắn

Thuộc tiểu thuyết Toàn Cầu Công Nghệ: Thao Túng Kỷ Nguyên

Tác giả: · Thể loại: Đô Thị · Đăng ngày · 1841 từ · khoảng 9 phút đọc

7 giờ sáng ngày thứ 30, tiếng gầm rú của dàn máy xúc và xe lu rung chuyển cả phân khu B Khu Công Nghiệp Amata.

Bụi đất đỏ bay mù mịt dưới ánh nắng sớm. Đại công trường mở rộng Giai đoạn Hai của Nhà máy Pin Khởi Nguyên chính thức khởi công. Khu đất mười nghìn mét vuông vừa thuê liền kề xưởng B-12 đang được gấp rút san phẳng mặt bằng.

Trên bãi đất trống, bốn chiếc cần cẩu bánh xích khổng lồ vươn dài cánh tay thép. Chúng đang nâng từng khung vì kèo tiền chế nhịp bốn mươi tám mét không cột giữa đặt vào vị trí trụ móng.

Để đáp ứng công suất khổng lồ của mười dây chuyền dập mạ tự động trong tương lai, Nam đã cho xây dựng trạm biến áp chuyên dụng mười một kilôvôn. Hệ thống móng băng bê tông chịu tải trọng năm mươi tấn được gia cố bằng hàng trăm cọc khoan nhồi sâu hai mươi mét. Nền xưởng mới đủ sức gánh các cỗ máy ép dập thủy lực hai trăm tấn mà không bị lún nứt.

Ông Hùng đội mũ bảo hộ màu vàng, tay cầm loa pin chỉ huy nhóm năm mươi công nhân cơ khí. Đó là những người thợ tiện, thợ hàn lành nghề nhất mà ông đích thân tuyển chọn từ các xưởng cơ khí cũ ở Biên Hòa. Họ đang lắp ráp đường ống cấp thoát nước công nghiệp và máng cáp điện ngầm cho dây chuyền mới.

"Đổ bê tông sàn mác bốn trăm dày ba mươi phân!" Ông Hùng hô to qua loa pin. "Gia cố thêm lưới thép mười hai ly cho khu vực đặt robot dập sâu!"

Từ trên tầng lửng của nhà điều hành nhìn xuống, Nam gật đầu hài lòng.

Nhờ khoản tiền ứng trước mười triệu đô la từ hợp đồng E-Motion, Khởi Nguyên không hề thiếu thốn nguồn lực. Dây chuyền một với sáu robot Fanuc ở xưởng cũ đang chạy hết công suất hai ca ngày đêm. Mỗi ngày dây chuyền đều đặn xuất xưởng ba mươi sáu nghìn cell pin K-18650 để phục vụ các đơn đặt cọc xe Predator.

Nhưng Nam hiểu rất rõ thực tế: Pin lithium-ion lỏng dù tối ưu bằng graphene đến đâu cũng sẽ chạm rào cản vật lý trần. Dung lượng lý thuyết của cực âm than chì và chất điện phân hữu cơ đã tới hạn. Tương lai của ngành năng lượng và các thiết bị tác chiến quân sự phải thuộc về pin thể rắn hoàn toàn.

Nam quay lưng, bước vào căn phòng thí nghiệm vô trùng cấp độ mười nghìn nằm ở góc sâu nhất của tòa nhà.

Cánh cửa kín gió khép lại. Không khí trong phòng mát lạnh, áp suất dương ngăn chặn tuyệt đối bụi mịn từ công trường lọt vào.

Lê Thị Vân đang đứng bên bàn thao tác trung tâm. Cô mặc bộ đồ bảo hộ phòng sạch màu trắng trùm kín từ đầu đến chân, chỉ để lộ đôi mắt sau kính chắn giọt bắn. Trên mặt bàn đá granite chống rung đặt chiếc máy khuấy chân không siêu âm và một buồng găng tay chứa khí trơ argon.

"Anh Nam, mẫu bột nano gốm LLZO vừa tổng hợp xong mẻ sấy thứ ba." Vân chỉ vào chiếc lọ thủy tinh kín chứa lớp bột màu trắng ngà. "Kích thước hạt trung bình đạt bốn mươi nanômét. Nhưng khi phối trộn với polymer PEO truyền thống, độ dẫn ion ở nhiệt độ phòng chỉ đạt mức mười mũ trừ năm Siemens trên centimet. Quá thấp để phóng điện công suất lớn."

Độ dẫn ion thấp ở nhiệt độ phòng là tử huyệt của mọi phòng thí nghiệm pin thể rắn trên thế giới suốt ba mươi năm qua. Hầu hết các mẫu pin thể rắn của Mỹ và Nhật chỉ hoạt động được khi nung nóng lên sáu mươi độ C. Đưa lên xe cộ chạy thực tế mùa đông là điều không tưởng.

"Vì cấu trúc chuỗi mạch polymer thông thường bị kết tinh hóa ở nhiệt độ thấp." Nam tháo găng tay, bước tới buồng găng khí trơ. "Chúng ta không dùng PEO mạch thẳng. Khởi Nguyên sẽ dùng mạng lưới polymer nano liên kết ngang đa tầng."

Nam lấy trong túi áo ra một lọ dung dịch trong suốt không màu.

Đó là chất liên kết ngang đặc biệt do anh tổng hợp dựa trên cơ sở dữ liệu AI Khởi Nguyên Cấp 1 đêm qua. Các phân tử monomer chứa các nhánh liên kết đôi bất đối xứng, có khả năng tự sắp xếp thành các đường hầm dẫn ion lithium siêu tốc khi gặp kích hoạt quang hóa.

"Rót dung dịch kích hoạt vào bể trộn siêu âm." Nam hướng dẫn. "Tỷ lệ gốm nano LLZO ba mươi phần trăm, màng polymer liên kết ngang bảy mươi phần trăm."

Lê Thị Vân cẩn thận dùng ống hút micropipet bơm từng giọt dung dịch vào buồng khuấy.

Máy khuấy siêu âm rung lên với tần số bốn mươi kilôhéc. Lớp hỗn hợp chuyển dần từ dạng lỏng sang dạng keo sữa đồng nhất.

Nam đưa khay chứa vào buồng phủ màng tự động. Dao gạt siêu mịn quét một lớp màng mỏng chỉ dày mười lăm micromét lên lá đồng mạ niken.

Đèn chiếu tia cực tím bước sóng ba trăm sáu mươi lăm nanômét bật sáng.

Trong vòng năm giây, phản ứng quang trùng hợp hoàn tất. Một lớp màng điện giải thể rắn dẻo dai, trong mờ và đàn hồi lộ diện trên tấm kim loại.

"Kiểm tra độ dẫn ion qua máy đo trở kháng điện hóa EIS." Nam nói.

Vân kẹp hai đầu điện cực mạ vàng vào màng polymer, nhấn nút đo trên máy tính.

Đường cong Nyquist hiện lên trên màn hình. Giá trị trở kháng giảm thẳng đứng về gần trục tọa độ!

Lê Thị Vân nín thở, ngón tay gõ nhanh bàn phím tính toán:

"Một phẩy hai nhân mười mũ trừ ba Siemens trên centimet ở nhiệt độ phòng hai mươi lăm độ C!" Vân thốt lên, hai mắt mở to sau lớp kính bảo hộ. "Độ dẫn ion cao gấp một trăm lần polymer thông thường! Tương đương với dung dịch điện phân dạng lỏng!"

"Lắp ráp cell pin nguyên mẫu ngay." Nam dứt khoát.

Trong buồng khí trơ argon, Nam tự tay dùng màng điện giải thể rắn này kết hợp với cực dương hợp kim lithium kim loại nguyên chất. Khối cell pin được ép chân không thành dạng lá dẹt mỏng như tấm thẻ tín dụng, kích thước chuẩn tám mươi nhân năm mươi milimét, mã hiệu Khởi Nguyên Solid-1.

Nam đưa cell pin ra khỏi buồng khí trơ, đặt lên bàn thử nghiệm tải.

Đồng hồ vạn năng đo điện áp hở mạch hiển thị con số bốn phẩy năm vôn.

Dung lượng đo đạc trên máy xả tải đạt mười hai nghìn miliampe giờ! Với trọng lượng chỉ vỏn vẹn tám mươi gam, mật độ năng lượng của viên pin chạm mốc sáu trăm năm mươi oát-giờ trên một kilôgam!

Con số này cao gấp hai phẩy năm lần mật độ năng lượng của dòng pin K-18650 trước đó. Nó vượt xa mọi loại pin hóa học tiên tiến nhất đang tồn tại trên hành tinh.

"Nhưng bài kiểm tra quan trọng nhất là tính an toàn tuyệt đối." Nam cầm chiếc kéo thép cán nhựa trên khay dụng cụ.

Vân giật thót mình khi thấy hành động của Nam:

"Anh Nam, anh định làm gì?"

Xoẹt!

Lưỡi kéo thép sắc bén cắt thẳng một đường dứt khoát, chia đôi cell pin Khởi Nguyên Solid-1 thành hai nửa tách rời!

Nếu là pin lithium lỏng truyền thống, việc dùng kéo cắt ngang sẽ gây đoản mạch lập tức, tạo ra ngọn lửa dữ dội thiêu rụi bàn thí nghiệm.

Nhưng trước mắt họ, không có một giọt chất lỏng nào chảy ra. Không có một sợi khói nào bốc lên. Bề mặt vết cắt phẳng lì, lộ rõ lớp màng polymer nano khô ráo.

Nam cắm hai đầu dây của chiếc đèn led công suất cao mười oát vào hai cực của nửa viên pin vừa bị cắt cụt.

Tách!

Chiếc đèn led lập tức bừng sáng chói lòa, rọi chiếu khắp gian phòng thí nghiệm!

Nửa viên pin bị cắt làm đôi vẫn tiếp tục cấp nguồn ổn định như chưa hề có chuyện gì xảy ra!

Chưa dừng lại ở đó, Nam đặt nửa viên pin còn lại lên chiếc đe sắt thử độ bền va đập. Anh vung chiếc búa thép nặng hai kilôgam giáng mạnh xuống!

Keng!

Thân pin bị đập bẹp dí biến dạng hoàn toàn, mép kim loại gập gãy. Nhưng chiếc đồng hồ đo áp cắm song song vẫn đứng im phắc ở mức bốn phẩy bốn mươi tám vôn! Hoàn toàn không có hiện tượng quá nhiệt hay đánh lửa!

Lê Thị Vân đứng chết trân tại chỗ. Đôi bàn tay đeo găng cao su của cô run lên bần bật vì chấn động khoa học quá lớn:

"Cắt đôi mà vẫn phát điện bình thường... Đập bẹp mà điện áp không hề suy suyển... Không rò rỉ dung dịch, không cháy nổ... Đây không còn là pin nữa. Đây là một khối tinh thể năng lượng vĩnh cửu!"

Nam mỉm cười, đặt nửa viên pin đang phát sáng xuống mặt bàn đá granite. Anh mở chiếc két sắt chống cháy ba lớp trong góc phòng lab, cất tấm mẫu pin vào hộp nhung bọc chì.

"Chúng ta sẽ gọi nó là Pin Khởi Nguyên Thể Rắn Thế Hệ Một." Nam nói chậm rãi. "Nó sẽ không dùng cho xe máy hay ô tô phổ thông. Đây là nguồn năng lượng dự trữ dành riêng cho dự án máy bay không người lái tàng hình và thiết bị tác chiến điện từ."

Lê Thị Vân gật đầu đồng tình. Một công nghệ mật độ năng lượng sáu trăm năm mươi oát-giờ trên kilôgam nếu lọt ra ngoài sẽ gây chấn động toàn cầu.

"Tôi sẽ lập tức khóa toàn bộ quy trình tổng hợp vào máy chủ nội bộ không kết nối mạng internet." Vân nói chắc nịch.

Bên ngoài cửa kính, tiếng máy trộn bê tông của công trường Giai đoạn Hai vẫn gầm rú vang dội. Ánh nắng trưa rọi chiếu qua khung cửa sổ phòng lab, in bóng chiếc đèn led đang sáng rực bên cạnh hai nửa viên pin cắt cụt.

Nam tháo kính chắn giọt bắn, đưa mắt nhìn về phía chân trời xa xăm của Khu Công Nghiệp Amata.

Nam cuộn tấm bản vẽ mặt bằng nhà xưởng lại, cài chiếc cờ lê bỏ túi vào bao da thắt lưng rồi dập cầu dao điện ba pha trạm bơm cát, kết thúc một ngày làm việc khẩn trương trên đại công trường.