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量子電池將“秒充”電動(dòng)汽車(chē)

時(shí)間:2022-04-13 10:56來(lái)源:參考消息 作者:綜合報(bào)道
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       據(jù)西班牙《公眾》日?qǐng)?bào)網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道,量子電池有望讓電動(dòng)汽車(chē)在幾秒鐘內(nèi)完成充電。
 
  無(wú)論是光伏、風(fēng)能還是核聚變,人類(lèi)文明遲早轉(zhuǎn)向可再生能源?紤]到人類(lèi)不斷增長(zhǎng)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(kāi)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(dòng)汽車(chē)的發(fā)展,這是近年來(lái)增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)之一。
 
  電動(dòng)汽車(chē)依靠電池供電。長(zhǎng)期以來(lái),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(shí)間非常短。電動(dòng)汽車(chē)的電池存儲(chǔ)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(dòng)汽車(chē)的消費(fèi)者面臨另一個(gè)難題——電池充電速度慢。目前,汽車(chē)需要約10個(gè)小時(shí)才能完全充電,即使是充電站的超級(jí)充電器也需要長(zhǎng)達(dá)20至40分鐘才能為車(chē)輛完全充電,時(shí)間比加油要長(zhǎng)得多。
 
  報(bào)道稱(chēng),為了解決這個(gè)問(wèn)題,科學(xué)家們向神秘的量子物理學(xué)領(lǐng)域?qū)ふ掖鸢,并發(fā)現(xiàn)這些技術(shù)有望帶來(lái)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(kāi)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(guò)以集體方式同時(shí)對(duì)電池組內(nèi)的所有電池充電來(lái)大大加快充電過(guò)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(duì)于平行充電的優(yōu)勢(shì)可以通過(guò)“量子充電優(yōu)勢(shì)”的比率來(lái)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(shì),即“全局操作”和“完全耦合”。“全局操作”指,所有單元格同時(shí)與其他每個(gè)單元格對(duì)話(即“所有人都坐在一張桌子上”)。“完全耦合”指,每個(gè)單元格只能與旁邊的一個(gè)單元格對(duì)話(即“有許多次討論,但每次討論只有兩個(gè)參與者”)。
 
  最近,韓國(guó)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(píng)論快報(bào)》雜志上。
 
  報(bào)道稱(chēng),研究論文表明,“完全耦合”在量子電池中是無(wú)關(guān)緊要的,并且通過(guò)“全局操作”實(shí)現(xiàn)了量子充電的優(yōu)勢(shì)。工作組進(jìn)一步確定了這種優(yōu)勢(shì)的確切來(lái)源,同時(shí)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(shuō)明這一點(diǎn),科學(xué)家拿典型的電動(dòng)汽車(chē)為例,其電池包含約200個(gè)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(shí)間將從10小時(shí)縮短到約3分鐘。在高速充電站,充電時(shí)間將從30分鐘縮短到僅僅幾秒鐘。

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文章標(biāo)簽: 量子電池
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