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        “超吸收”量子電池概念得到驗證

        2022年01月21日 14:11:49 來源:科技日報 作者:實習記者張佳欣

        科技日報北京1月20日電(實習記者張佳欣)據近日發表在《科學進展》雜志上的論文,澳大利亞阿德萊德大學的研究人員及其海外合作伙伴在使量子電池成為現實的過程中邁出了關鍵一步。他們成功地證明了超吸收的概念,這是支撐量子電池的關鍵思想。

        研究人員介紹說,超吸收是一種適用于量子技術的復雜科學理論,它表示一種量子集體效應,分子狀態之間的轉變會產生建設性干擾。建設性干擾發生在各種波(光、聲、水上的波)中,當不同的波加起來產生比任何一種波都更大的影響時,超吸收就會發生。至關重要的是,與每個分子單獨作用相比,這使得組合分子能夠更有效地吸收光。這意味著量子能量存儲設備中的分子越多,即量子電池越大,它吸收能量的效率就越高,充電時間更快。

        阿德萊德大學光子學與高級傳感研究所研究員詹姆斯·Q·夸赫博士說:“從理論上講,量子電池的充電功率增長速度可能快于電池尺寸,這可能會帶來新的充電方式?!?/p>

        為了證明超吸收的概念,研究小組建造了不同尺寸的小型晶片狀微腔,每個微腔都含有不同數量的有機分子。然后,他們用激光為每個晶片狀微腔充電。

        “微腔的活性層包含存儲能量的有機半導體材料。量子電池超吸收效應的基礎是,所有分子通過一種稱為量子疊加的特性共同作用的想法?!笨浜詹┦空f。

        “隨著微腔尺寸的增大和分子數量的增加,充電時間縮短?!笨浜詹┦空f,“這是一項重大突破,標志著量子電池發展的一個重要里程碑?!?/p>

        據研究團隊稱,量子電池的想法有可能對可再生能源和微型電子設備中的能量捕獲和存儲產生重大影響。

        到2040年,人們的能源消耗水平預計將比2015年增加28%。大部分能源仍將來自化石燃料,但這需要付出很大的環境污染代價。一種能夠同時收集和儲存光能的電池將大大降低成本,同時減少太陽能技術存在的能源不確定性。在量子力學的推動下,電池技術的新前景可能會因此次研究而成為現實。

        總編輯圈點

        量子電池的概念2015年才被提出來,但這個名詞自帶魔力:讓人聽起來就覺得它遙不可及。不過,這不影響其在科學家心中的地位——量子電池被認為在未來極有可能徹底改變能量存儲行業,簡單來說,就是充電比所有傳統電池都快。正因此,支撐量子電池的關鍵思想——“超吸收”原理的首次成功證明才如此備受重視。這被看作是量子電池或將成為現實的一個標志。

        責任編輯:朱俐娜
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