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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據西班牙《公眾》日報網站近日報道，量子電池有望讓電動汽車在幾秒鐘內完成充電。
無論是光伏、風能還是核聚變，人類文明遲早轉向可再生能源。考慮到人類不斷增長的能源需求和化石燃料的有限性，這是不可避免的結果。大多數為開發替代能源而進行的研究和研發計劃都使用電力作為主要能源載體。當前行業最顯著的變化是電動汽車的發展，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氫化合物低得多，導致電池續航時間非常短。電動汽車的電池存儲技術是必須解決的主要技術瓶頸之一。
盡管電池技術有了巨大的改進，今天，電動汽車的消費者面臨另一個難題——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，科學家們向神秘的量子物理學領域尋找答案，并發現這些技術有望帶來速度更快的電池充電新機制。科學家在2012年發表的一篇開創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的所有電池充電來大大加快充電過程。
現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電池中是不可能的，因為傳統電池是彼此獨立地平行充電的。這種集體充電相對于平行充電的優勢可以通過“量子充電優勢”的比率來衡量。
大約在2017年，人們發現，可能有兩種方法可以利用這種量子優勢，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，韓國基礎科學研究所復雜系統理論物理中心的科學家們進一步探索了這些可能性，他們的發現被發表在《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緊要的，并且通過“全局操作”實現了量子充電的優勢。工作組進一步確定了這種優勢的確切來源，同時排除了其他可能性，甚至提供了設計這種電池的明確方法。
此外，該小組能夠準確量化使用該方案可以實現的充電速度。研究表明，采用“全局操作”的量子電池可以實現充電速率的倍數提升。
為了說明這一點，科學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，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。
(責任編輯：beiping)
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量子電池
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