可快速充电量子电池新技术使电动汽车的充电速度与加油一样快

无论是光伏还是核电，人类文明迟早都必须转向可再生能源。考虑到人类不断增长的能源需求和化石燃料的有限性，这被认为是不可避免的。因此，为了开发替代能源进行了大量研究，其中大部分利用电力作为主要能源载体。随着世界采用基于可再生能源的新产品和设备，可再生能源的广泛研发伴随着社会逐渐变化。最近最显着的变化是电动汽车的迅速普及。虽然 10 年前在路上几乎看不到它们，但现在每年售出数百万辆电动汽车。电动汽车市场是增长最快的行业之一。

与从碳氢化合物燃料的燃烧中获取能量的传统汽车不同，电动汽车依靠电池作为其能量的存储介质。长期以来，电池的能量密度远低于碳氢化合物，这导致早期电动汽车的续航里程非常低。然而，电池技术的逐步改进最终使电动汽车的行驶里程与燃油汽车相比处于可接受的水平。毫不夸张地说，电池存储技术的改进是推动当前电动汽车革命必须解决的主要技术瓶颈之一。

然而，尽管电池技术取得了巨大进步，但今天的电动汽车消费者面临着另一个难题——电池充电速度缓慢。目前，汽车在家中充满电大约需要 10 个小时。即使是充电站最快的增压器也需要长达 20-40 分钟才能为车辆充满电。这给客户带来了额外的成本和不便。

为了解决这个问题，科学家们在神秘的量子物理学领域寻找答案。他们的研究发现，量子技术可能会带来以更快速度为电池充电的新机制。这种“量子电池”的概念最早是在 Alicki 和 Fannes 于 2012 年发表的一篇开创性论文中提出的。

最近，基础科学研究所（IBS）复杂系统理论物理中心的科学家们进一步探索了这些问题。这篇被《物理评论快报》杂志选为“编辑建议”的论文表明，全耦合在量子电池中是无关紧要的，全局操作的存在是量子优势的唯一因素。该小组进一步查明了这种优势的确切来源，同时排除了任何其他可能性，甚至提供了一种设计这种电池的明确方法。

此外，该小组能够精确量化在该方案中可以实现多少充电速度。虽然最大充电速度随着经典电池的电池数量线性增加，但研究表明，采用全局操作的量子电池可以实现充电速度的二次缩放。为了说明这一点，研究人员将考虑一个典型的电动汽车，其电池包含大约 200 个电池。使用这种量子充电将比传统电池加速 200 倍，这意味着在家充电时间将从 10 小时减少到大约 3 分钟。在高速充电站，充电时间将从 30 分钟缩短到几秒钟。获 取 更多前沿科技 研究 进展访问：https://byteclicks.com

研究人员表示，这项研究成果可能是深远的，量子充电的影响可能远远超出电动汽车和消费电子产品。例如，它可能会在未来的聚变发电厂中找到关键用途，这需要大量的能量在瞬间充电和放电。当然，量子技术仍处于起步阶段，要在实践中实施这些方法还有很长的路要走。然而，诸如此类的研究结果创造了一个有希望的方向，并可以激励资助机构和企业进一步投资于这些技术。如果采用，相信量子电池将彻底改变我们使用能源的方式，并使我们更接近可持续未来。