澳大利亞研究團隊發佈新型量子電池,壽命提升 1,000 倍

澳大利亞 RMIT 大學與聯邦科學與工業研究組織 (CSIRO) 的研究人員開發了一種新方法,使量子電池的壽命相比以往的示範提升了 1,000 倍。儘管目前尚未能應用於實際環境,但這一進展標誌著量子電池技術的重要突破。

隨著量子計算和感測技術的進步,研究人員希望利用量子力學的知識應用於能源儲存等其他領域。科學家們在尋找更清潔的經濟燃料方式的同時,也在尋求高效的能源儲存解決方案,以支持未來的設備運行。

儘管現代化學提供了多種能源儲存選擇,科學家們認為量子力學能提供更高效的方式,並有助於構建比傳統電池更強大的電池。然而,量子電池的概念距今僅有十多年歷史,距離實際應用仍有很長的路要走。

量子電池的運作原理基於量子力學。與傳統電池通過離子流進行充電和放電不同,量子電池通過將電子移入更高能量狀態來儲存能量。在這一過程中,光子作為載流子,在充電時將能量轉移給電子。

量子糾纏和超吸收等量子特性也被利用來提升充電速率。量子糾纏使粒子能夠協同工作以實現充放電過程,而超吸收則有助於增加電池中可儲存的能量,從而提供更高的能量密度。量子電池的可擴展性也非常高,但目前為止所建造的電池大多數僅能持續幾納秒,仍屬於理論概念。

在這項研究中,RMIT 大學與 CSIRO 的研究團隊測試了一種新方法,以延長量子電池的壽命。以往的量子電池雖然充電速度快,但耗電也很快。研究人員製作了五個設備,發現當兩個能量水平完美對齊時,能量儲存效率會更高。

RMIT 的博士生 Daniel Tibben 在新聞稿中表示:「雖然我們僅解決了整個問題中的一小部分,但我們的設備在儲能方面已經比前代產品好得多。」最佳表現的設備在微秒內展示了能量儲存,這是對以往僅能持續幾納秒的嘗試的 1,000 倍改進。儘管這聽起來不算太多,但為未來的研究奠定了基礎,未來可以進一步改進。

RMIT 化學教授 Daniel Gómez 解釋道:「雖然可運作的量子電池仍需一段時間,但這項實驗研究使我們能夠設計下一代設備。」他補充道:「希望有一天量子電池能被用來提高太陽能電池的效率,並為小型電子設備供電。」

這項研究成果已發表在《PRX Energy》期刊上。

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Henderson
Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。