我国学者设计出可高效远程充电的量子电池“蓝图”

来源:  新华社       作者:张文静 何问      发布时间:2024-4-1 11:55  |  

我国学者成功为抗老化的远距离充电量子电池设计出了“蓝图”,其尺寸更小、充电功率更强、充电容量更高。

该研究由湖北大学、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院、兰州大学等单位的研究者共同合作完成,研究成果近日发表于国际物理学知名期刊《物理评论快报》。

这项研究的负责人、兰州大学物理科学与技术学院教授安钧鸿介绍,近年来,日益增长的能源需求激发了学术界对变革性储供能装置的研究兴趣。量子电池概念由波兰和比利时等国家的物理学家提出,随后各国科学家竞相角逐这一领域。科学家们希望通过利用微观物质的量子特性与全新的自下而上的原子级制造工艺,研发出尺寸更小、充电功率更强、充电容量更高的储供能装置——量子电池。

安钧鸿告诉记者,和依赖锂等材料储存电荷的传统化学电池不同,量子电池利用微观系统的量子能级存储能量,既不会闪爆,也不会污染环境。“审慎乐观地预测,未来一旦研发出量子电池,光伏的光电转换效率将得到显著提高。”

尽管量子电池的研究取得了快速发展,但是它的实现与应用仍然面临挑战。比如,受环境影响量子电池容易老化、能量耗散;随着充电器与电池间距的增大,充电效率与功率均会变低。为了同时克服这两大挑战,该研究团队提出了一种新型的量子电池方案。在该方案中,两个二能级原子分别作为充电器和量子电池,被放置在一个矩形金属波导管中,这样做可以实现量子电池非接触式远距离充电,有效解决量子电池的能量耗散问题和距离限制问题,最终实现量子电池的持久高效性能。

安钧鸿表示,这项研究工作对进一步推动量子电池的物理实现具有重要的理论指导意义。

(编辑:王星

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