[新闻] 量子电池寿命大跃进:澳洲科研团队突破1,

楼主: stpiknow (H)   2025-07-16 15:42:14
标题:量子电池寿命大跃进:澳洲科研团队突破1,000倍储能瓶颈
新闻来源:iknow科技产业资讯室
原文连结:http://bit.ly/3TKleTX
原文:
在能源储存技术持续追求高效与永续的当下,量子电池 (QB) 成为备受瞩目的创新方向。
来自澳洲皇家墨尔本理工大学(RMIT)与澳洲联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的研究团队
,成功突破量子电池“充电快但放电也快”的技术瓶颈,开发出储能寿命延长1,000倍的
实验原型,为实现商用量子电池跨出关键一步。
过往量子电池虽能以超吸收(superabsorption)原理快速充电,但也因超辐射
(superradiance)导致能量迅速流失,仅能储存奈秒(十亿分之一秒)级能量。本次研究
透过能阶匹配与分子三重态设计,让电池能维持微秒(百万分之一秒)级的电荷保存时间
,达成前所未有的稳定储能成效。
不同于传统以化学反应储能的电池,量子电池利用量子叠加和光与电子交互作用来储存能
量。透过激发原子或分子的量子态,再借由能态间转移释放能量,不仅理论上可达超快速
充电,更可能拥有更高的能量密度。
研究团队设计的量子电池采用多层微空腔结构,由可吸收光能的供体层(Rhodamine 6G)与
接收能量的受体(储存)层(PdTPP*)组成。透过极化激子(polariton)与三重态能阶共振,
能量能有效转移至不易辐射流失的三重态分子,显著延长储能寿命。
所谓三重态属于“暗态”,不会像传统“亮态”分子易被光激发或释放,这种特性让储存
的能量得以长时间保持,进一步对抗量子电池最棘手的快速放电问题。
团队共制作并测试五种实验装置,其中最佳者在能阶匹配时能有效储存能量,较前代技术
提升1,000倍的效能。此突破尽管仍处于微秒级,但对量子电池发展具有开创性意义。
RMIT化学物理学家Daniel Gómez表示,尽管实用化仍需时间,这次研究已为下一代量子
电池奠定设计基础。未来量子电池可望用于提升太阳能电池效率、驱动智慧穿戴装置与微
型传感器等领域。
CSIRO科学领导人James Quach指出,澳洲目前在实验量子电池领域居于领先地位。本研究
再次证明澳洲在量子科技的创新实力与跨领域整合能量。
本次研究获得澳洲研究委员会(ARC)、欧盟及RMIT副校长研究奖助金资助,并于RMIT的
Micro Nano Research Facility完成,这座设施集合多学科微奈米技术研发能量,为此次
突破提供关键支持。Gómez团队现正与产业界合作设计下一代原型装置,探索未来能量提
取转化为电流的可行性,朝向更贴近实用的商业应用迈进。
虽然目前量子电池仍处于实验阶段,但本次研究成果象征一个从理论走向应用的坚实步伐
。随着设计精进与产业链投入,量子电池有望成为下一世代能源储存的重要角色,引领新
一轮科技革命。
心得:
过去量子电池虽以超快速充电吸引目光,但“充得快、漏得也快”一直是致命痛点。这次RMIT与
CSIRO成功将储能寿命延长1,000倍,尽管仍停留在微秒级,但意义非凡,证明了量子
电池不再只是理论中的美好假设。
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