量子电池颠覆常识:体积越大充电越快
Quantum battery upends the rules of charging

传统电池体积越大充电越慢,但Csiro的James Quach团队研发的量子电池原型彻底颠覆了这一规则。这种利用量子效应而非化学反应的设备,展现出“超吸收”特性:电池内分子数量越多,充电速度反而越快。虽然目前原型仅能存储极少量能量且维持时间极短,但其在室温下工作的优势令人瞩目。专家Dario Ferraro指出,量子电池的核心价值在于能量释放的速度与控制,而非单纯的能量存储。尽管关于其能否应用于手机或电动汽车仍存在争议,但这一突破为未来量子计算机的能源供应乃至日常设备的无线充电提供了全新可能。
关键不在于存储巨大的能量,而在于以更快的速度和更强的控制力释放能量。
HN 评论区
67- jillesvangurp
这听起来更像电容器而不是电池。这或许仍然有趣,但短期内恐怕不太可能用于汽车领域。
> 大家都觉得电池越大,充电时间就越长
这其实并不完全正确。电池是由电芯组成的。如果你将它们并联配置,它们可以同时充电。增加电芯数量并不会增加充电时间。此外,单个电芯的充电时间与电池的化学特性有很大关系。
这里关键的是所谓的 C 倍率(C-rate),即电池充放电其容量的速率。C 倍率为 1 意味着其容量(例如 50kWh)在一小时内充满。目前最先进的电池 C 倍率可达 8-10,这意味着它们能在 10 分钟以内充满。这里的关键在于你能在不损坏电池的情况下向其中注入多少功率。此外,电池的充电速度通常不是线性的。10% 到 80% 的充电速度通常比最后几个百分点快得多。现在有些中国电池能在短短 3 分钟内充到 80%。剩下的 20% 可能需要再花 6 分钟。
- cbondurant
我觉得(正如对前沿科学的非技术性报道通常那样),这篇文章在传达底层技术方面做得并不好。我不得不独立查阅了一些关于“超吸收”(super absorption)的描述,以及它究竟为何被称为量子效应。
听起来这个想法是,如果你有一群发光体,它们之间的距离远小于它们发射光的波长,那么光输出将与发光体数量呈二次方关系,而不是标准情况下的线性关系。反之亦然。
基于此,我对这项技术的潜力持悲观态度,因为听起来充电需要将电能转换为光能,而放电也需要将光能转换回电能,而我们在这方面并没有非常无损的转换过程。
也许在某些类型的光学或激光工作中会有用,那里可能需要直接将存储的能量作为光能释放出来?
- alasano
把电池放进盒子里,当你打开盒子时,它要么是充满电的,要么没电。
拿 7 个盒子和 7 块电池,你每天早上有 99% 的概率能拿到一块充满电的电池。
- Someone
根据原文(FTA):
- “目前,原型电池只能存储极少量的能量——几十亿电子伏特——持续时间仅为几纳秒”
- “关键在于,量子电池并非关于存储大量能量,而是关于更快、更可控地释放能量”
1 瓦时(Watt-hour)大约等于 2 × 10²² 电子伏特。这是一个大约 10¹³/2⁴³ 的倍数差距。
为了论证起见,假设这项技术的增长速度快于摩尔定律,充电时间和充电量每季度翻一番。那么(如果我的计算没错),10 年后我们将拥有一块 1Wh 的电池(大约相当于 AAA 电池存储的能量),其电量能维持大约一天。
所以,这有什么用呢?它的放电速度远快于充电速度,但我们不是有电容器来处理这种情况吗?
高度可控的放电可能会给它带来一些利基应用,但除此之外,我不指望这项技术能用来给“甚至你的手机”供电。
- 1a527dd5
我想我们过去十年里都读过一些与电池略微相关的文章。它们全都承诺带来全新的、神奇的东西。但没有任何一个颠覆了市场。
我依然持怀疑态度。