这项新技术有可能将电动汽车的充电速度提高200倍,这意味着电池充电的时间可能不到10秒。
无论是在家里还是在分散的充电站,电动汽车司机都会体验到电池充电速度较慢和不适的感觉。例如,汽车在家里充满电需要10个小时,而充电站的超级充电站可以在30-40分钟内充满一次电。
尽管电动汽车在十年前还不常见,现在市场上有数百万辆,但电池仍然限制了它们的续航里程,因为它们不能像汽油和柴油动力汽车的油箱那样储存那么多的能量。尽管近年来电池技术取得了重大进步,但这仍然是事实。
韩国基础科学研究所(IBS)的科学家们认为,他们已经发现了量子物理学中这一挑战的解决方案,发现了可以快速为电池充电的新量子技术。他们的灵感来自于2012年的一项研究,该研究提出了量子电池的想法,并声称量子资源(如纠缠)可以通过同时为电池中的所有电池充电,以更快的速度为电池充电。
量子电池有潜力提供快速的能量吸收率,因为它们越大,充电就越快。集体为量子电池充电的好处可以用一个被称为“量子充电优势”的比率来量化。这种优势来自两个方面:全局操作,电池单元同时与所有其他电池单元“对话”,以及涉及单个电池单元的全对全耦合。
来自IBS复杂系统理论物理中心的一组专家研究了充电速度是否受到限制。他们认为,全对全耦合在量子电池充电中并不重要,强调了实现量子优势的全球运作的必要性。
此外,研究小组能够精确地测量充电速度可能提高的量。他们观察到,与传统电池(如锂离子电池)不同,最大充电速度随着电池数量的增加而增加,具有全局运行的量子电池可能实现二次充电速度缩放。
换句话说,随着量子电池尺寸的增加,充电时间也会增加。例如,不是增加2倍,从1到2增加4倍,从1到10增加100倍。
根据研究人员的说法,如果一个典型的电动汽车电池包含200个电池单元,量子充电可能会导致充电速度比传统电池快200倍。这将把在家充电的时间从10小时缩短到3分钟。此外,高速充电站的充电周期将从半小时缩短到几秒。
据专家称,这项研究结果可能会对汽车以外的领域产生深远影响。
量子充电有一天可能会应用于消费设备和聚变发电厂,这些设备需要巨大的能量爆发来快速充电和放电。然而,研究人员警告说,量子技术还需要研究多年,才能用于转变能源消耗和绿色技术。