鉅大LARGE | 點擊量:778次 | 2019年11月05日
不短路的“量子充電電池”
量子電池
最近,加拿大阿爾伯塔大學和多倫多大學的科學家們?yōu)橐环N新型量子電池繪制了藍圖。這種電池的特點就是不會漏電。
量子電池是一種微小的、納米尺寸的電池,可被用于納米尺度的應用。作為該研究主要負責人,加拿大阿爾伯塔大學化學家加布里埃爾·漢納解釋說。
該研究提供了一項理論證明,證實創(chuàng)造一種無損耗的量子電池是有可能的。其比此前提出的量子電池更有優(yōu)勢。我們更熟悉的電池,如為智能手機供電的鋰離子電池,依賴于經(jīng)典的電化學原理,而量子電池則完全依賴于量子力學。 漢納說。
他說,這種電池可能會成為許多量子設備的重要組成部分,例如,可為量子計算機提供能量。實際上,它們可以使用當前的固態(tài)技術來制造。
為了實現(xiàn)他們的想法,研究小組構想了一個具有高結構對稱性的開放量子網(wǎng)絡模型,作為一個儲存激子能量的平臺。在這一平臺中,當一個電子吸收了一個有足夠能量的光子后,能量就會被利用起來。通過這一模型,他們證明了即使是在開放的環(huán)境中,儲存能量也不會有任何損耗。
關鍵是在所謂的黑暗狀態(tài)下準備好這個量子網(wǎng)絡。漢納解釋道,在黑暗狀態(tài)下,網(wǎng)絡無法與環(huán)境交換能量。從本質(zhì)上說,這個系統(tǒng)對所有的環(huán)境影響都是免疫的。這意味著這種電池對能量損耗有很強的抵抗力。
利用這一模型,研究人員還提出了一種根據(jù)需要從電池中釋放所儲存能量的通用方法,這涉及到以一種可控的方式打破網(wǎng)絡的結構對稱性。未來,該項目還將探索電池充放電的可行性辦法,以及在實際應用中擴大規(guī)模的有效方法。
這項名為無損耗激子量子電池的研究,發(fā)表在近期的《物理化學雜志》上。(計紅梅編譯)
相關論文信息:http:// doi.10.1021/acs.jpcc.9b06373