全球首款量子電池登場!極速秒充告別等待 體積越大充電速率越快

撰文:中關村在線
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全球首個可運行的量子電池原型正式問世。與傳統電池不同,該量子電池呈現出獨特的尺寸—充電速度正相關特性:體積越大,充電速率越快。這一突破由澳洲聯邦科學與工業研究組織科研團隊完成,項目負責人是詹姆斯·誇奇(James Quach)。

團隊採用光學微腔結構,構建出首台具備實際工作能力的量子電池原型。具體而言,研究人員將兩片微型反射鏡精確間隔100納米安裝,該距離約為人類髮絲直徑的千分之一;鏡面間隙內填充有機染料分子,並以激光進行激發。

與傳統電池不同,該量子電池呈現出獨特的尺寸—充電速度正相關特性:體積越大,充電速率越快。(csiro.au)

在《Nature》刊登的數據報告:

在激光作用下,光場與染料分子產生強相互作用,形成光與物質的量子混合態,顯著增強系統對能量的吸收與暫存能力,該物理現象被定義為「超吸收」。

實驗數據顯示,該原型完成一次充電僅需飛秒量級時間,即10的負15次方秒;能量儲存時長則達納秒量級,即10的負9次方秒,約為充電時間的百萬倍。

值得注意的是,量子電池的設計目標並非單純擴大能量密度,而是聚焦於能量釋放過程的速度提升與精準調控能力。(csiro.au)

需要指出的是,當前原型的能量存儲總量約為數十億電子伏特,持續時間僅限納秒尺度。若要實現對常規電子設備的驅動,尚需進一步提升總儲能容量並延長能量維持時間。

值得注意的是,量子電池的設計目標並非單純擴大能量密度,而是聚焦於能量釋放過程的速度提升與精準調控能力。

相較依賴電化學反應的傳統電池——其基本原理可追溯至兩百多年前,且單個單元中通常涉及逾10的19次方個電子遷移——量子電池代表了一種全新的能量管理範式。

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