阿德莱德大学(University of Adelaide)的研究人员报告称,他们展示了量子电池的基本概念。
量子电池,就像基于亚原子水平物质行为的量子计算一样,拥有革命性的潜力,具有紧凑而强大的能量存储介质的前景。
目前的挑战是,如何在现实中实现,到目前为止,这一直只是一个理论概念,即能量以光子或电子吸收的形式存储。
现在,阿德莱德大学的研究人员和英国的合作者的报告证明了“超吸收(superabsorption)”的概念,这被认为是量子电池的关键。
实际上,超吸收是一种过程,通过这种过程,光子的吸收速率会随着吸收者数量的增加而增加,这是由于一种被称为量子叠加的“合作”性质。
这项研究的负责人、阿德莱德大学物理科学学院、光子学和高级传感研究所的James Q. Quach博士说:
“量子电池利用量子力学原理来增强其性能,电池越大,充电时间越短。”
“从理论上讲,量子电池的充电功率的增长速度可能快于电池的大小,这可能会带来加快充电速度的新方法。”
为了证明超吸收的概念,研究小组建造了不同大小的晶圆状微腔,其中包含不同数量的有机分子,这些分子用激光充电。
利用飞秒分辨率光学显微镜观察超快过程,他们能够观测到充电动态,随着微腔大小和分子数量的增加,充电时间减少。
他们还发现,需要对系统特性进行微调——从技术上讲,是“退电”——来稳定和减缓快速充电后的放电,允许存储的能量保留到可以使用为止。
量子电池预计将对可再生能源的能量捕获和存储产生重大影响,并在量子计算机和微型电子设备等方面有其他应用。
研究人员说,一种能够同时收集和存储光能的电池将大大降低成本,同时减少太阳能技术产生的能源不可预测性。
下一步,研究人员打算开发一个全功能的量子电池原型。
(素材来自:全球能源 全球储能网、新能源网综合) |