五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】给温家宝总理的建言:有机太阳能是中国的发展方向 -- 井底望天

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家园 答复

谢谢你的回复。

1. 在我看来,“基本的化学规律”就是排除了所有其他气体沸点低于氦气的可能(包括已知的或未知但可能存在的任何气体)。因为氦气分子是单原子的,彼此之间至多只有色散力作用。如果要找到沸点和氦气差不多、甚至比氦气还低的气体,那么这种气体分子一定也是单原子的,而且原子量要和氦差不多或者比氦还小。唯一的可能就是单原子氢组成的气体了,可是根据氢的化学性质,它又不可能在低温下形成单原子分子。这样就排除了所有其他气体沸点低于氦气的可能性。

2. 当然,像氦气这么极端的例子并不多。我只不过是说明,已有的理论起码是可以对一些简单情况给出比较有信心的结论的,对一些复杂情况也可以给出一些大概的指引。即如你举的裂解水催化剂研究,你的数位同事试验的新材料再怎么二元、三元,应该仍不过是过渡金属的合金吧?这些体系再怎么全新,也不可能和一元的铂材料在催化原理上有本质区别吧?一个类似的例子是,理论同样证明了砷化镓材料比单质硅有更高的本征光伏转换效率,现在还有人在找转换效率更高的类似材料,但是砷化镓的半导体性质的成因本来就和单质硅类似,可以用能带理论解释,你再找的类似新材料再独特,显然也不可能脱出能带理论的范围。

3. 高温超导属于另一种情况:I类超导体和II类超导体的超导现象有非常不同的成因。I类超导体的成因已经可以用BCS理论解释了,但II类超导体的成因还不能解释,这也导致了材料科学界上世纪80年代对铜基超导材料的狂热。如果说当时的狂热还可以理解,现在虽然又有了铁基超导材料的新发现,可是有了铜基超导材料的最高超导温度只能达到150K的先例,作为一个理性的人,你觉得是应该先弄清楚II类超导体的超导成因呢?还是根本不论理论,成天就是换配方、磨粉、混合、烧结?

  幸运的是,虽然也有一些人选择后一条路,但更严肃的科学家还是选择了前一条路。就我的了解,现在人们对铁基超导材料的超导成因已经有了初步的认识,它有可能是介于I类超导体和II类超导体之间的过渡型超导体。如果是这样,那么让铁基超导体超越铜基超导体的可能性就很渺茫了。

  幸亏在这个研究中有中国科学家参与,否则要是有人以制造室温超导材料的理由去向国家忽悠钱,那国家就要亏惨了。

4.硅材料和有机半导体材料同样是两类不同的材料,一类靠半共价-半金属键实现半导体性质,一类靠大型离域pi键实现半导体性质。前者的研究已经比较深入了,其光伏转换效率已经算出是30%左右。那么后者呢?就我掌握的材料,没有一个能达到这么高的,当然也可能是我掌握的材料不全。所以我对有机太阳能材料的质疑就是,它的理论转换效率能不能超过硅材料?如果不能的话,那么硅材料(或类似材料)在太阳能工业中就一定不会被弃之不用,甚至有可能始终是主打材料。这样一来,我认为中国应该大力开发的是新型硅太阳能材料,而不应该是有机太阳能材料。这就是我的整个思路。

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