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量子電池將“秒充”電動汽車
時間:2022-04-13 10:56來源:參考消息 作者:綜合報道
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據(jù)西班牙《公眾》日報網(wǎng)站近日報道，量子電池有望讓電動汽車在幾秒鐘內(nèi)完成充電。
無論是光伏、風(fēng)能還是核聚變，人類文明遲早轉(zhuǎn)向可再生能源。考慮到人類不斷增長的能源需求和化石燃料的有限性，這是不可避免的結(jié)果。大多數(shù)為開發(fā)替代能源而進(jìn)行的研究和研發(fā)計(jì)劃都使用電力作為主要能源載體。當(dāng)前行業(yè)最顯著的變化是電動汽車的發(fā)展，這是近年來增長最快的市場之一。
電動汽車依靠電池供電。長期以來，電池的能量密度比碳?xì)浠衔锏偷枚啵瑢?dǎo)致電池續(xù)航時間非常短。電動汽車的電池存儲技術(shù)是必須解決的主要技術(shù)瓶頸之一。
盡管電池技術(shù)有了巨大的改進(jìn)，今天，電動汽車的消費(fèi)者面臨另一個難題——電池充電速度慢。目前，汽車需要約10個小時才能完全充電，即使是充電站的超級充電器也需要長達(dá)20至40分鐘才能為車輛完全充電，時間比加油要長得多。
報道稱，為了解決這個問題，科學(xué)家們向神秘的量子物理學(xué)領(lǐng)域?qū)ふ掖鸢福l(fā)現(xiàn)這些技術(shù)有望帶來速度更快的電池充電新機(jī)制。科學(xué)家在2012年發(fā)表的一篇開創(chuàng)性論文中首次提出這種“量子電池”概念。理論上，量子資源，如糾纏，可以通過以集體方式同時對電池組內(nèi)的所有電池充電來大大加快充電過程。
現(xiàn)代高容量電池組可以包含許多電池。然而，這種集體充電在傳統(tǒng)電池中是不可能的，因?yàn)閭鹘y(tǒng)電池是彼此獨(dú)立地平行充電的。這種集體充電相對于平行充電的優(yōu)勢可以通過“量子充電優(yōu)勢”的比率來衡量。
大約在2017年，人們發(fā)現(xiàn)，可能有兩種方法可以利用這種量子優(yōu)勢，即“全局操作”和“完全耦合”。“全局操作”指，所有單元格同時與其他每個單元格對話（即“所有人都坐在一張桌子上”）。“完全耦合”指，每個單元格只能與旁邊的一個單元格對話（即“有許多次討論，但每次討論只有兩個參與者”）。
最近，韓國基礎(chǔ)科學(xué)研究所復(fù)雜系統(tǒng)理論物理中心的科學(xué)家們進(jìn)一步探索了這些可能性，他們的發(fā)現(xiàn)被發(fā)表在《物理評論快報》雜志上。
報道稱，研究論文表明，“完全耦合”在量子電池中是無關(guān)緊要的，并且通過“全局操作”實(shí)現(xiàn)了量子充電的優(yōu)勢。工作組進(jìn)一步確定了這種優(yōu)勢的確切來源，同時排除了其他可能性，甚至提供了設(shè)計(jì)這種電池的明確方法。
此外，該小組能夠準(zhǔn)確量化使用該方案可以實(shí)現(xiàn)的充電速度。研究表明，采用“全局操作”的量子電池可以實(shí)現(xiàn)充電速率的倍數(shù)提升。
為了說明這一點(diǎn)，科學(xué)家拿典型的電動汽車為例，其電池包含約200個單元。采用這種量子充電技術(shù)，將使充電速度快200倍，這意味著，在家中充電的時間將從10小時縮短到約3分鐘。在高速充電站，充電時間將從30分鐘縮短到僅僅幾秒鐘。
(責(zé)任編輯：beiping)
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量子電池
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