第213章 微型工厂（1/2）

化学能是物质内部分子、原子、离子间存在的共价键、离子键、金属键等化合键，结合或者断裂时发生的能量效应，本质上仍然来源于微观粒子间基于电场作用产生的能量吸收与释放。

电能则是直接来源于电场作用下，电子或者离子间的能量传递，光伏板将太阳光携带的电磁波能量转换成电能，通过导线存入电池，转换成化学能存储，机器设备使用的时候，再将化学能转换成电能释放。

根据能量守恒定律描述，基于微观粒子之间相互作用的电磁力产生的能量，不会凭空消失或者增加，只是会转变成不同的形式的能量。

按照罗平的理解，以不同化合键组成稳定的物质结构，就等于储存了能量，破坏物质内部化学键，就会释放能量。

单纯计算物质化学能储存密度，在常见能源中，汽油、甲烷、液化气都属于比较高的，不过这些都需要氧气燃烧释放能量，只能一次性使用，储存运输麻烦，不像电能通用性强，更难以像电池那样循环使用。

电池储能当前密度最高的是三元锂电池，尽管质能密度比汽油之类差几十倍，胜在可以反复充放电，电能通用性强，机械能转换效率高，更适合机器人使用。

锂是原子量最小的金属，相同质量可以包含更多的锂原子，理论上可以释放更多自由电子，反应可逆性好，因此成为最佳电池原料。

理想条件下，用金属锂作为负极材料的锂空气电池，储能密度理论上可以超过每千克一万瓦时，接近汽油的能量密度，远超现有的所有电池能量密度。

原理很简单，放电的时候，金属锂作为负极材料通过与空气中的氧气结合成氧化锂释放电子，充电的时候，正极附着的氧化锂还原成金属锂沉积到负极。

实现起来难度很大，氧化锂是固态物质，附着在正极很容易形成堵塞，阻碍后续锂离子氧化反应，中断放电过程，并且空气中二氧化碳、水分子也可能与金属锂反应，生成不能逆分解的物质，降低电池可用性。

除此之外，锂元素在负极沉积的时候很容易形成尖锐结晶，刺穿正负极电解质隔膜，造成短路起火爆燃，这也是锂电池至今无法根除的痼疾之一。

罗平测试一段时间后发现微观形态改进锂电池并不难，单晶硅的光伏板发电能力也有很大的提升空间，他还发现了几种更高效率的微观构造，真正困难的是把这些构造在宏观世界制造出来，并进行规模化生产。

基地的设备即便不是最先进的水平，差距也不太大，距离他的要求还差很远。

想要将微观状态发现的分子结构量产出来，需要制造全新的生产设备才行，这种设备的形态他完全没有概念，肯定和现有的设备都不一样。

高精度的五轴加工中心，慢走丝机床都可以加工微米级精度的器件，那都是物理形式的加工，他要制造的是内部分子结构都有固定形态的物质，需要重构不同分子化学键，要有纳米尺度单个分子操作能力的设备，显然靠这些大型机床无法做到。

不仅要有高精度，还要有足够数量的微型设备，这些都是前所未有的东西，至少罗平没有听说过，需要他从无到有的创造出来。

纳米级加工精度的设备他倒是见过，参观星芯工厂时候看到的光刻机，刻蚀机等设备，能加工出三十八纳米精度的存储芯片，距离他要求的精度还是差一些，并且那些设备的加工也是无差别进行，光刻机只能用特定波长的激光照射模板覆盖下的晶圆，留下固定宽度的沟槽，对复杂分子结构的精细操作也无能为力。

罗平起初还想买设备自建一条生产线，自己研究制造芯片，参观星芯工厂后打消了这个念头。

一条只能算是二流水平的生产线就要数百台设备，总价十几亿美元，哪怕全用二手设备都得五六亿美元，让一向觉得自己不差钱的罗平都任性不起来。

更何况就算基地有那些设备，也同样解决不了他的问题。