“量子电池”时代即将开启？关键物理原理在概念装置中得到证实

财联社| 2022-01-18 17:06:20

财联社（上海，编辑黄君芝）讯，“量子电池”虽然看起来似乎遥不可及，但在未来它极有可能彻底改变能量存储行业。近期，澳大利亚阿德莱德大学的一组科学家首次成功证明了“超吸收”的量子力学原理，这一原理是支撑量子电池的关键思想，标志着量子电池或将成为现实。

“量子电池”的概念于2015年8月首次被提出。从理论上来说，多量子比特相互纠缠而产生的“量子加速”能为充电提供捷径，所以用量子电池充电比传统电池更快。

“超强吸收是一种量子集体效应，分子状态之间的转换会产生建设性的干扰，”这项研究的论文通讯作者James Quach表示，“建设性干涉发生在所有种类的波（光、声、水面上的波）中，当不同的波加起来比任何一个波本身的效果都要大时就会发生。至关重要的是，这允许组合分子比每个分子单独行动时更有效地吸收光线。”

在量子电池中，超吸收现象将有一个非常明显的好处。即拥有的储能分子越多，它们就能更有效地吸收能量。换句话说，电池做得越大，充电速度就越快。至少理论上是这样的。超吸收还没有在足以制造量子电池的规模上得到证明，但这项新的研究已经做到了这一点。

为了建造他们的测试设备，研究人员在两个镜子之间的微腔中放置了一层活性光吸收分子层——一种被称为Lumogen-F Orange的染料。研究结果表明，随着微腔尺寸和分子数量的增加，充电时间减少，这就证明了超强吸收的作用。

研究人员表示，这是一个重大突破，或将为实用的量子电池铺平道路。此外，也会对可再生能源和微型电子设备中的能量捕获和存储产生重大影响。当然，这项研究还处于早期阶段。上述研究成果已于近期发表在《科学进展》杂志上。

Quach表示，“这个想法是一个原理证明，在这种设备中增强光吸收是可能的。但关键的挑战在于，如何在小型设备的原理证明与大型设备的原理证明之间搭建桥梁。下一步是探索如何将其与其他储存和传输能量的方式相结合，以提供一种实用的设备。”