麻省理工科技评论 26-03-21 19:18
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【量子时代的能源革命:全球首个全周期量子电池原型问世】

在宏观世界中,#电池# 的大小与充电时间成正比。然而,在微观量子力学的疆域里,物理法则却会发生令人惊叹的逆转:电池越大,充电反而更快了。

3 月 18 日,由澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)、墨尔本#皇家理工大学# (RMIT)以及墨尔本大学组成的联合研究团队宣布,他们成功研发并演示了世界上首个能够完成“充-存-放”全周期循环的量子电池原型。这一突破不仅挑战了我们对能量存储的直觉认知,更标志着量子超吸效应正式从理论走进实验室原型。相关研究已发表于《自然》旗下的《光:科学与应用》(Light: Science & Applications)。

自 2013 年量子电池作为理论概念被首次提出以来,科学界一直寄希望于利用量子力学的独特性质来重塑能源存储系统。

与依赖电化学反应的传统锂离子电池不同,量子电池的运行逻辑建立在量子叠加、纠缠及“集体效应”(Collective Effects)之上。其理论根源可追溯至物理学家罗伯特·迪克(Robert Dicke)提出的“超辐射”(Superradiance)概念。

传统的化学电池充电时,每个活性单元(如锂离子)是独立进行反应的,电荷的存储是一个准线性的过程。随着规模(电池单元数量)的增大,由于内阻和热效应,其充电时间往往会随之增加。这也是为什么手机充电需要 30 分钟,而电动汽车通常需要数小时甚至一夜。

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