第一千四百二十章 铅蓄电池!
再说现在工坊里面有电灯,晚上干活儿也跟白天差不多?
李泽轩闻言一个趔趄,差点栽倒在地,心道:敢情我发明电灯,就是为了让你熬夜干活儿的是吧?被你这么一说,我倒有点像是那种黑心资本家了~!
“王先生,您老听我一句劝,熬夜伤身,千万别再熬夜了!无论是钒矿的提炼,还是硫酸的生产,都不急在一时,您没必要这么拼命,您若是伤了身体,对书院来说才是最大的损失~!”
李泽轩看着王绩,苦口婆心地劝道。
王绩一脸为难道:“山长,不是老夫喜欢熬夜,而是老夫一见到那些好材料,便有些心痒难耐,若是不能将这些好材料炼制成想要的物品,便浑身不舒坦!这是老毛病了,改不了!不过您放心,老夫的身体肯定没问题,我心里有数呢~!”
李泽轩瞬间无语,想到之前他对王绩的评价——着了魔的炼金术士,这句评价倒是十分贴切,这老头儿以前就酷爱炼丹、并整一些别人眼里虚头巴脑的玩意儿,如今进入书院化学部,算是彻底地找到了“组织”,因为《化学》中的物质转化之道,本身就跟炼丹有着异曲同工之妙,王绩身处其中、如痴如狂,也就不难理解了!
对于这种“狂人”,李泽轩知道无论自己怎么劝说,都不可能将其说服的,他叹了一口气,索性不再相劝了,他走到马车前,对里面的韩雨惜道:“娘子,工坊那边有些事情,为夫今日就不回县城了,我让刘峰他们带人护送你回去吧~!”
韩雨惜挑开车帘,从里面出来,轻声道:“相公既然有事,那便去忙吧!妾身这两日就留在云山别院,照顾相公的饮食起居~!”
李泽轩想了想,点头道:“那样也好!我派人回县城跟爹娘说一声,娘子你回别院去吧~!”
“嗯~!”
…………………………
让刘峰带着护卫将韩雨惜送回云山别院,李泽轩随着王绩来到工坊的炼钢厂。
“山长你看,这就是提炼出来的钒!”
炼钢厂内,王绩指着一个麻袋,对李泽轩说道。
李泽轩走过去一看,就见一块块浅灰色的小石头,安安静静地躺在里面,相较于刚开采出来的钒矿,这经过提炼的钒块,其色泽无疑更加细腻!
“这算是整个天下,仅有的钒金属单质了!这东西用途巨大,可不仅仅是用来制取硫酸,王先生你要好生保管啊!”
李泽轩拿起两块钒,掂在手里,对王绩说道。
“山长放心,即便你不说,老夫也会好生保管的~!”
王绩点头应了一句,随后道:“山长,硫酸盛放在仓库内的钢罐中,不过为了方便使用,老夫放了一些在琉璃瓶中,山长您来看看纯度够不够?”
“嗯~!”
李泽轩点了点头,跟随王绩来到旁边的一间小实验室中,王绩戴上厚厚的橡胶手套,从架子上取下一瓶透明的液体,递给了李泽轩。
李泽轩接过,轻微晃了晃,见里面的液体并不像水一样灵动,而是有些粘稠,他暗自点了点头,因为高浓度的硫酸,的确是粘稠状的液体。
“有没有大致估算过这硫酸的浓度?”
李泽轩扭头看向王绩,问道。
王绩点头道:“老夫根据各原料的投入以及产出比例,以及加水的总量,若是忽略制取过程中二氧化硫的泄露损耗,这硫酸的理论浓度大概在百分之九十七左右,不过考虑到实际生产中会出现各种各样的误差,这硫酸的实际浓度应该在百分之九十左右~!”
“百分之九十?差不多够咱们工坊日后所用了!”
李泽轩欣慰地笑了笑,说道。
然后他打开瓶盖,用玻璃棒蘸取了几滴浓硫酸,滴在了桌上的一张宣纸上,就见硫酸落处,纸张迅速变黑,空气中传来一阵纸张烧焦味儿,这是浓硫酸强烈的脱水性而导致纸张炭化!见状,李泽轩忍不住感慨道:
“很不错!现在咱们工坊终于能够批量制取硫酸了!这是大唐的化学工业腾飞的基石啊~!”
工业三酸——硝酸、硫酸、盐酸,目前工坊可以大规模制取硫酸,也可以制取盐酸了(电解食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气,氢气在氯气中燃烧,即可生成盐酸),唯一剩下的就只有硝酸了!
硝酸的生产比较复杂,硝酸工业与合成氨工业密接相关,其中所用到的催化剂目前工坊还不具备,所以这个只能留待以后了!
“王先生,一会儿我会带走一些硫酸,来造蓄电池,一种比先前的伏打电池供电更为持久的电池!炼钢厂这边,我希望王先生能利用提炼得到的钒,来炼制钒钢!”
顿了片刻,李泽轩嘱咐道。
“钒钢?山长莫非是想将钒与炭一起加入到铁水中,从而炼制一种新式钢材?”
王绩眼睛一亮,他今天是第一次听李泽轩说要用钒来炼钢。
李泽轩点了点头,道:“没错,大致就是这么个意思!具体到各原料的投放比例,稍后我会给你列出几个参考!这钢材中掺钒,好比如虎添翼,钒在钢中的作用是增强淬透性和碳化物,并且能耐高温,有强烈的二次硬化作用,对提高硬度有显著作用,大概能够提高三倍以上。而且钒能够细化钢材晶粒,稳定结构,更适宜于锻造打磨,简直是制造兵器铠甲的天赐良材!”
“硬度提高三倍以上?”
王绩听李泽轩如此一说,惊讶地瞪圆了眼珠子,不过他很快就意识到了不对劲,连忙咽了口唾沫,道:“咕咚...什么?山长你要用钒钢制作兵器铠甲?这...这万万不可啊!若是被人察觉,陛下也容不得您啊!”
这老家伙还以为李泽轩膨胀了、要打造兵器盔甲聚兵造反,差点吓得魂都丢了!
不过他第一反应是劝李泽轩“放下屠刀”、而非嚷着要去检举揭发,说明他是真正地关心李泽轩!
李泽轩心知王绩这是误会了,他连忙道:“王先生这说的是哪里话?我的确有意制造兵器铠甲,但这都是陛下授意与我的,至于陛下打算用这批钒钢做的兵器铠甲做什么,我不便与你细说!呵呵!你放心,我这个逍遥侯爷和逍遥山长还没当够呢?怎么会想不开去造反呢!现在的生活,我很满意!”
王绩闻言,不由大松一口气,他擦了擦额头上的汗水,道:“如此便好!如此便好!老夫刚刚可真是吓了个够呛!既是圣上吩咐的,那老夫自然没有什么意见,山长你给我比例配方后,我便去试制钒钢了~!”
“行~!那有劳王先生了!”
李泽轩跟王绩交待好钒钢中钒、炭、铁的几种可选比例后,便搬走了一罐浓硫酸,离开了炼钢厂!
出了炼钢厂,来到工坊前院的办公大楼,这里面有一间实验室是专属于李泽轩的。
一路七拐八拐,拒绝了几个小厮想要帮忙扛钢罐的好意,李泽轩来到了他的实验室。
将装着硫酸的钢罐放在墙角,李泽轩伏在案前,开始画起了图纸。
他画的是铅蓄电池的壳体构造!
负极板和正极板以及电解液是铅蓄电池成流反应的主要构成材料,阳极板是二氧化铅,阴极板是铅。当蓄电池放电时,负极板与电解液作用,变成硫酸铅和水,放出电能;当蓄电池充电时,电池在外电能的作用下,硫酸铅和水中的酸作用生成绒状铅和硫酸,把电能储存起来。
如此一来,便能形成一个完整的充放电循环!
相较于现代经常使用的锂电池,铅蓄电池虽然比能量小(即单位重量所蓄电能少,主要是铅蓄电池的体积和重量一般都比较大),但铅蓄电池放电时电动势较稳定,工作电压平稳、使用温度及使用电流范围宽、能充放电数百个循环、贮存性能好(尤其适于干式荷电贮存)、造价较低,因而广泛应用电动汽车行业中。
当然,最为关键的是,以奇趣阁工坊现在的条件,能生产出铅蓄电池已经殊为不易了,至于更高档次的锂电池,那还是再等等吧~!
另外,蓄电池电极材料铅和二氧化铅,这两样东西这个时代已经有了!
铅是人类最早使用的金属之一,公元前3000年,人类已会从矿石中熔炼铅。铅在地壳中的含量为0.0016%,主要矿石是方铅矿。
而且中国古代使用铅的历史,也是相当悠久!
古代妇女使用的美白皮肤的“胡粉”就是铅的氧化物,日常用的铜镜等也都有铅;上古青铜器中,铅更是三种主要成分之一;铜钱含也有不少的铅,是古代铅用量的大头,越是贬值的货币,含铅量越多;对于古代方士,铅还有一种用途,那就是炼丹,铅、汞之物是丹药的重要构成,当然这两样东西都是有毒性的,所以自古以来,宠信方士、服用“仙丹”的帝王,就没有一个活得长久的!
有了铅、又有硫酸,再设计好壳体结构,基本上就可以制造铅蓄电池了!
在前世,李泽轩拆解过废旧的铅蓄电池,对于其内部结构,还是比较忙了解的!
约莫过了一刻钟,李泽轩画好图纸,走出实验室。
“福伯,让人照着这副图纸,用硬橡胶,做出一个这样的外壳壳体出来!我有急用~!”
来到福伯的“办公室”,李泽轩将图纸递给福伯,说道。
所谓硬橡胶,即含硫量比较高的橡胶。
在不太低的温度下,硫键能增加各链之间的自由活动范围,因此橡胶不会变硬。但如果加进更多的硫,比如25%-50%,以橡胶重量计,就会使链与链之间键合得很紧密,致使橡胶变硬。这样的橡胶称为硬橡胶。
在现代二十一世纪,蓄电池的外壳主要采用的是ABS高强度高密度塑料,但在蓄电池刚刚兴起的时候,并没有这种塑料,那时所采用的就是硬橡胶!
如今的大唐,显然也不具备生产ABS塑料的条件,所以李泽轩也只好采用硬橡胶了!对于当前的工坊而言,用硬橡胶制造一个蓄电池外壳,还是没什么难度的!
这就多亏他当初派人下南洋寻找橡胶了,要不然现在许多东西都造不了!
“......好!老夫这就安排人去做!这壳体结构并不复杂,估计一个多时辰便能做好!”
福伯接过图纸,大致扫了一眼,然后打包票道。
工坊内各种机器都是现成的,他还是有信心能在一个时辰内做出外壳的。
他没有问李泽轩做这个外壳的目的,因为他知道李泽轩又要捣鼓新东西,至于新东西是什么,等做出来,他自然就知道了!
这已经是他跟随李泽轩这么久所培养出来的默契了!
“好~!那就有劳福伯了~!”
李泽轩笑道。
福伯笑了笑,然后带着图纸去生产橡胶的院落了!
李泽轩则是去了烧制琉璃的院落,因为铅蓄电池中的隔板,是用玻璃做的!
大约两个时辰后,蓄电池壳体、阴极板和阳极板材料、以及电解液中的隔板全部都准备好后,李泽轩开始调配蓄电池所用到的电解液!
这个可是很有讲究的!
一般而言,铅蓄电池要求硫酸浓度比重为1.27-1.28之间。浓度过小,容易亏电,使用久了,两极板之间会生成硫酸铅结晶,它在以后的再充电过程中就不能去除,成为死角。当生成的硫酸铅结晶多到一定程度时,蓄电池就不存电了。而且如果硫酸的浓度大于标准,也易生成硫酸铅结晶。
所以电解液中硫酸与蒸馏水的比重,是一定要严格把控的!
仅仅是调配电解液,便用了李泽轩半个多时辰的时间!
接下来的工作,便是将这些准备好的材料、壳体组装起来了,这个倒不怎么费事,唯一需要注意的就是操作过程中不要将杂物、灰尘带入电解液中!
福伯站在一旁,认认真真地目睹了整个铅蓄电池的制作过程,戌时三刻,天色已经全黑,实验室内的电灯早就被福伯打开了,就在这时,李泽轩终于站了起来,拍了拍手,如释重负地叹了一口气,道:“好了!全天下第一台铅蓄电池终于做好了~!”
…………………………
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李泽轩闻言一个趔趄,差点栽倒在地,心道:敢情我发明电灯,就是为了让你熬夜干活儿的是吧?被你这么一说,我倒有点像是那种黑心资本家了~!
“王先生,您老听我一句劝,熬夜伤身,千万别再熬夜了!无论是钒矿的提炼,还是硫酸的生产,都不急在一时,您没必要这么拼命,您若是伤了身体,对书院来说才是最大的损失~!”
李泽轩看着王绩,苦口婆心地劝道。
王绩一脸为难道:“山长,不是老夫喜欢熬夜,而是老夫一见到那些好材料,便有些心痒难耐,若是不能将这些好材料炼制成想要的物品,便浑身不舒坦!这是老毛病了,改不了!不过您放心,老夫的身体肯定没问题,我心里有数呢~!”
李泽轩瞬间无语,想到之前他对王绩的评价——着了魔的炼金术士,这句评价倒是十分贴切,这老头儿以前就酷爱炼丹、并整一些别人眼里虚头巴脑的玩意儿,如今进入书院化学部,算是彻底地找到了“组织”,因为《化学》中的物质转化之道,本身就跟炼丹有着异曲同工之妙,王绩身处其中、如痴如狂,也就不难理解了!
对于这种“狂人”,李泽轩知道无论自己怎么劝说,都不可能将其说服的,他叹了一口气,索性不再相劝了,他走到马车前,对里面的韩雨惜道:“娘子,工坊那边有些事情,为夫今日就不回县城了,我让刘峰他们带人护送你回去吧~!”
韩雨惜挑开车帘,从里面出来,轻声道:“相公既然有事,那便去忙吧!妾身这两日就留在云山别院,照顾相公的饮食起居~!”
李泽轩想了想,点头道:“那样也好!我派人回县城跟爹娘说一声,娘子你回别院去吧~!”
“嗯~!”
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让刘峰带着护卫将韩雨惜送回云山别院,李泽轩随着王绩来到工坊的炼钢厂。
“山长你看,这就是提炼出来的钒!”
炼钢厂内,王绩指着一个麻袋,对李泽轩说道。
李泽轩走过去一看,就见一块块浅灰色的小石头,安安静静地躺在里面,相较于刚开采出来的钒矿,这经过提炼的钒块,其色泽无疑更加细腻!
“这算是整个天下,仅有的钒金属单质了!这东西用途巨大,可不仅仅是用来制取硫酸,王先生你要好生保管啊!”
李泽轩拿起两块钒,掂在手里,对王绩说道。
“山长放心,即便你不说,老夫也会好生保管的~!”
王绩点头应了一句,随后道:“山长,硫酸盛放在仓库内的钢罐中,不过为了方便使用,老夫放了一些在琉璃瓶中,山长您来看看纯度够不够?”
“嗯~!”
李泽轩点了点头,跟随王绩来到旁边的一间小实验室中,王绩戴上厚厚的橡胶手套,从架子上取下一瓶透明的液体,递给了李泽轩。
李泽轩接过,轻微晃了晃,见里面的液体并不像水一样灵动,而是有些粘稠,他暗自点了点头,因为高浓度的硫酸,的确是粘稠状的液体。
“有没有大致估算过这硫酸的浓度?”
李泽轩扭头看向王绩,问道。
王绩点头道:“老夫根据各原料的投入以及产出比例,以及加水的总量,若是忽略制取过程中二氧化硫的泄露损耗,这硫酸的理论浓度大概在百分之九十七左右,不过考虑到实际生产中会出现各种各样的误差,这硫酸的实际浓度应该在百分之九十左右~!”
“百分之九十?差不多够咱们工坊日后所用了!”
李泽轩欣慰地笑了笑,说道。
然后他打开瓶盖,用玻璃棒蘸取了几滴浓硫酸,滴在了桌上的一张宣纸上,就见硫酸落处,纸张迅速变黑,空气中传来一阵纸张烧焦味儿,这是浓硫酸强烈的脱水性而导致纸张炭化!见状,李泽轩忍不住感慨道:
“很不错!现在咱们工坊终于能够批量制取硫酸了!这是大唐的化学工业腾飞的基石啊~!”
工业三酸——硝酸、硫酸、盐酸,目前工坊可以大规模制取硫酸,也可以制取盐酸了(电解食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气,氢气在氯气中燃烧,即可生成盐酸),唯一剩下的就只有硝酸了!
硝酸的生产比较复杂,硝酸工业与合成氨工业密接相关,其中所用到的催化剂目前工坊还不具备,所以这个只能留待以后了!
“王先生,一会儿我会带走一些硫酸,来造蓄电池,一种比先前的伏打电池供电更为持久的电池!炼钢厂这边,我希望王先生能利用提炼得到的钒,来炼制钒钢!”
顿了片刻,李泽轩嘱咐道。
“钒钢?山长莫非是想将钒与炭一起加入到铁水中,从而炼制一种新式钢材?”
王绩眼睛一亮,他今天是第一次听李泽轩说要用钒来炼钢。
李泽轩点了点头,道:“没错,大致就是这么个意思!具体到各原料的投放比例,稍后我会给你列出几个参考!这钢材中掺钒,好比如虎添翼,钒在钢中的作用是增强淬透性和碳化物,并且能耐高温,有强烈的二次硬化作用,对提高硬度有显著作用,大概能够提高三倍以上。而且钒能够细化钢材晶粒,稳定结构,更适宜于锻造打磨,简直是制造兵器铠甲的天赐良材!”
“硬度提高三倍以上?”
王绩听李泽轩如此一说,惊讶地瞪圆了眼珠子,不过他很快就意识到了不对劲,连忙咽了口唾沫,道:“咕咚...什么?山长你要用钒钢制作兵器铠甲?这...这万万不可啊!若是被人察觉,陛下也容不得您啊!”
这老家伙还以为李泽轩膨胀了、要打造兵器盔甲聚兵造反,差点吓得魂都丢了!
不过他第一反应是劝李泽轩“放下屠刀”、而非嚷着要去检举揭发,说明他是真正地关心李泽轩!
李泽轩心知王绩这是误会了,他连忙道:“王先生这说的是哪里话?我的确有意制造兵器铠甲,但这都是陛下授意与我的,至于陛下打算用这批钒钢做的兵器铠甲做什么,我不便与你细说!呵呵!你放心,我这个逍遥侯爷和逍遥山长还没当够呢?怎么会想不开去造反呢!现在的生活,我很满意!”
王绩闻言,不由大松一口气,他擦了擦额头上的汗水,道:“如此便好!如此便好!老夫刚刚可真是吓了个够呛!既是圣上吩咐的,那老夫自然没有什么意见,山长你给我比例配方后,我便去试制钒钢了~!”
“行~!那有劳王先生了!”
李泽轩跟王绩交待好钒钢中钒、炭、铁的几种可选比例后,便搬走了一罐浓硫酸,离开了炼钢厂!
出了炼钢厂,来到工坊前院的办公大楼,这里面有一间实验室是专属于李泽轩的。
一路七拐八拐,拒绝了几个小厮想要帮忙扛钢罐的好意,李泽轩来到了他的实验室。
将装着硫酸的钢罐放在墙角,李泽轩伏在案前,开始画起了图纸。
他画的是铅蓄电池的壳体构造!
负极板和正极板以及电解液是铅蓄电池成流反应的主要构成材料,阳极板是二氧化铅,阴极板是铅。当蓄电池放电时,负极板与电解液作用,变成硫酸铅和水,放出电能;当蓄电池充电时,电池在外电能的作用下,硫酸铅和水中的酸作用生成绒状铅和硫酸,把电能储存起来。
如此一来,便能形成一个完整的充放电循环!
相较于现代经常使用的锂电池,铅蓄电池虽然比能量小(即单位重量所蓄电能少,主要是铅蓄电池的体积和重量一般都比较大),但铅蓄电池放电时电动势较稳定,工作电压平稳、使用温度及使用电流范围宽、能充放电数百个循环、贮存性能好(尤其适于干式荷电贮存)、造价较低,因而广泛应用电动汽车行业中。
当然,最为关键的是,以奇趣阁工坊现在的条件,能生产出铅蓄电池已经殊为不易了,至于更高档次的锂电池,那还是再等等吧~!
另外,蓄电池电极材料铅和二氧化铅,这两样东西这个时代已经有了!
铅是人类最早使用的金属之一,公元前3000年,人类已会从矿石中熔炼铅。铅在地壳中的含量为0.0016%,主要矿石是方铅矿。
而且中国古代使用铅的历史,也是相当悠久!
古代妇女使用的美白皮肤的“胡粉”就是铅的氧化物,日常用的铜镜等也都有铅;上古青铜器中,铅更是三种主要成分之一;铜钱含也有不少的铅,是古代铅用量的大头,越是贬值的货币,含铅量越多;对于古代方士,铅还有一种用途,那就是炼丹,铅、汞之物是丹药的重要构成,当然这两样东西都是有毒性的,所以自古以来,宠信方士、服用“仙丹”的帝王,就没有一个活得长久的!
有了铅、又有硫酸,再设计好壳体结构,基本上就可以制造铅蓄电池了!
在前世,李泽轩拆解过废旧的铅蓄电池,对于其内部结构,还是比较忙了解的!
约莫过了一刻钟,李泽轩画好图纸,走出实验室。
“福伯,让人照着这副图纸,用硬橡胶,做出一个这样的外壳壳体出来!我有急用~!”
来到福伯的“办公室”,李泽轩将图纸递给福伯,说道。
所谓硬橡胶,即含硫量比较高的橡胶。
在不太低的温度下,硫键能增加各链之间的自由活动范围,因此橡胶不会变硬。但如果加进更多的硫,比如25%-50%,以橡胶重量计,就会使链与链之间键合得很紧密,致使橡胶变硬。这样的橡胶称为硬橡胶。
在现代二十一世纪,蓄电池的外壳主要采用的是ABS高强度高密度塑料,但在蓄电池刚刚兴起的时候,并没有这种塑料,那时所采用的就是硬橡胶!
如今的大唐,显然也不具备生产ABS塑料的条件,所以李泽轩也只好采用硬橡胶了!对于当前的工坊而言,用硬橡胶制造一个蓄电池外壳,还是没什么难度的!
这就多亏他当初派人下南洋寻找橡胶了,要不然现在许多东西都造不了!
“......好!老夫这就安排人去做!这壳体结构并不复杂,估计一个多时辰便能做好!”
福伯接过图纸,大致扫了一眼,然后打包票道。
工坊内各种机器都是现成的,他还是有信心能在一个时辰内做出外壳的。
他没有问李泽轩做这个外壳的目的,因为他知道李泽轩又要捣鼓新东西,至于新东西是什么,等做出来,他自然就知道了!
这已经是他跟随李泽轩这么久所培养出来的默契了!
“好~!那就有劳福伯了~!”
李泽轩笑道。
福伯笑了笑,然后带着图纸去生产橡胶的院落了!
李泽轩则是去了烧制琉璃的院落,因为铅蓄电池中的隔板,是用玻璃做的!
大约两个时辰后,蓄电池壳体、阴极板和阳极板材料、以及电解液中的隔板全部都准备好后,李泽轩开始调配蓄电池所用到的电解液!
这个可是很有讲究的!
一般而言,铅蓄电池要求硫酸浓度比重为1.27-1.28之间。浓度过小,容易亏电,使用久了,两极板之间会生成硫酸铅结晶,它在以后的再充电过程中就不能去除,成为死角。当生成的硫酸铅结晶多到一定程度时,蓄电池就不存电了。而且如果硫酸的浓度大于标准,也易生成硫酸铅结晶。
所以电解液中硫酸与蒸馏水的比重,是一定要严格把控的!
仅仅是调配电解液,便用了李泽轩半个多时辰的时间!
接下来的工作,便是将这些准备好的材料、壳体组装起来了,这个倒不怎么费事,唯一需要注意的就是操作过程中不要将杂物、灰尘带入电解液中!
福伯站在一旁,认认真真地目睹了整个铅蓄电池的制作过程,戌时三刻,天色已经全黑,实验室内的电灯早就被福伯打开了,就在这时,李泽轩终于站了起来,拍了拍手,如释重负地叹了一口气,道:“好了!全天下第一台铅蓄电池终于做好了~!”
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