鉅大LARGE | 點擊量:433次 | 2022年06月21日
量子電池將"秒充"電動汽車
參考消息網(wǎng)四月十二日報道據(jù)西班牙《公眾》日報網(wǎng)站四月六日報道,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、風能還是核聚變,人類文明遲早轉(zhuǎn)向可再生能源??紤]到人類不斷上升的能源需求和化石燃料的有限性,這是不可防止的結(jié)果。大多數(shù)為開發(fā)替代能源而進行的研究和研發(fā)計劃都使用電力作為重要能源載體。當前行業(yè)最顯著的變化是電動汽車的發(fā)展,這是近年來上升最快的市場之一。
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(xù)航時間非常短。電動汽車的電池存儲技術是必須解決的重要技術瓶頸之一。
盡管電池技術有了巨大的改進,今天,電動汽車的消費者面對另一個難題——電池充電速度慢。目前,汽車要約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?qū)ふ掖鸢?,并發(fā)現(xiàn)這些技術有望帶來速度更快的電池充電新機制??茖W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。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
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,因為傳統(tǒng)電池是彼此獨立地平行充電的。這種集體充電相有關平行充電的優(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,所有單元格同時和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,每個單元格只能和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和者")。
最近,韓國基礎科學研究所復雜系統(tǒng)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(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緊要的,并且通過"全局操作"實現(xiàn)了量子充電的優(yōu)勢。工作組進一步確定了這種優(yōu)勢的確切來源,同時排除了其他可能性,甚至供應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法可以實現(xiàn)的充電速度。研究表明,采用"全局操作"的量子電池可以實現(xiàn)充電速率的倍數(shù)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。