澳大利亚墨尔本大学、皇家墨尔本理工大学与CSIRO的研究人员合作,成功建造了全球首个量子电池原型。该原型利用量子特性实现了无线充电,并展示了随着体积增大充电速度反而加快的独特性能。
这项研究基于量子叠加和纠缠等原理,这些特性通常应用于量子计算机领域。科学家们认为,量子电池的“集体效应”使得多个单元能够同时充电,与传统化学电池的充电机制形成鲜明对比。例如,当电池单元数量增加时,充电时间会按比例缩短,体积加倍仅需略多于一半的充电时间。
CSIRO研究员James Quach自2018年起专注于量子电池概念研究,并于2022年制造了首个原型。早期版本只能充电无法放电,新原型则解决了这一问题。电池采用多层有机微腔结构,由光捕获材料制成,通过激光进行无线充电,团队使用光谱技术验证了充电过程。
Quach在新闻稿中表示:“我们的概念验证设备展示了在室温下的快速、可扩展充电和能量存储,为下一代能源解决方案奠定了基础。”然而,量子电池目前仍处于早期阶段,其电荷量极小,仅几十亿电子伏特,不足以给智能手机供电,且电荷保持时间仅有几纳秒。
研究人员正致力于扩大原型规模并延长电荷保持时间。在理想情况下,量子电池将结合快速充电能力和传统电池的能量存储特性。Quach补充道:“我的最终目标是实现一个未来,在那里我们可以比汽油车更快地给电动汽车充电,或者无线远距离给设备充电。”
这项研究结果已发表于《光:科学与应用》杂志,为量子电池技术的未来发展提供了重要参考。尽管商业化仍需时日,但该原型展示了量子电池在能源存储领域的潜力,可能为量子计算机等应用带来新机遇。









