我國(guó)學(xué)者成功為抗老化的遠(yuǎn)距離充電量子電池設(shè)計(jì)出了“藍(lán)圖”,其尺寸更小、充電功率更強(qiáng)、充電容量更高。和依賴鋰等材料儲(chǔ)存電荷的傳統(tǒng)化學(xué)電池不同,量子電池利用微觀系統(tǒng)的量子能級(jí)存儲(chǔ)能量,既不會(huì)閃爆,也不會(huì)污染環(huán)境。
更重要的是,量子電池的設(shè)計(jì)使其尺寸更小、充電功率更強(qiáng)、充電容量更高,為未來(lái)的充電技術(shù)發(fā)展提供了新的方向。
為了實(shí)現(xiàn)量子電池的遠(yuǎn)程高效充電,研究團(tuán)隊(duì)提出了一種新型的量子電池方案。該方案采用矩形空心金屬波導(dǎo),將兩個(gè)二能級(jí)原子分別作為充電器和量子電池進(jìn)行放置。這種設(shè)計(jì)可以有效克服環(huán)境引起的退相干問(wèn)題和充電距離的限制,實(shí)現(xiàn)量子電池的非接觸式遠(yuǎn)距離充電。此外,這種方案還能有效解決量子電池的能量耗散問(wèn)題,從而實(shí)現(xiàn)量子電池的持久高效性能。
量子電池模型建立在兩個(gè)兩級(jí)系統(tǒng)(TLS)上,分別代表電池和充電器。TLS具有兩種能級(jí):基態(tài)和激發(fā)態(tài)。在充電過(guò)程中,TLS之間的能量交換對(duì)量子電池的運(yùn)行至關(guān)重要,通過(guò)與其他TLS或外部場(chǎng)建立相干耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)。這一特性使得量子電池在糾纏粒子數(shù)量增多時(shí),從低能態(tài)到高能態(tài)的轉(zhuǎn)換速度加快,進(jìn)一步提高了充電效率。
審慎樂(lè)觀地預(yù)測(cè),一旦研發(fā)出量子電池,其光伏的光電轉(zhuǎn)換效率將得到顯著提高。這意味著量子電池不僅具有更高的充電效率和更大的充電容量,而且在實(shí)際應(yīng)用中,如光伏領(lǐng)域,有望帶來(lái)顯著的性能提升。
總的來(lái)說(shuō),我國(guó)學(xué)者在量子電池技術(shù)領(lǐng)域取得的這一重大突破,為未來(lái)的充電技術(shù)發(fā)展開(kāi)辟了新的道路。雖然量子電池的商業(yè)化應(yīng)用還需要進(jìn)一步的研究和探索,但這一成果無(wú)疑為我們展示了量子電池技術(shù)的巨大潛力和前景。我們期待未來(lái)量子電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,為我們的生活帶來(lái)更多便利和可能性。
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