據(jù)近期發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的論文,加拿大蒙特利爾學(xué)院的研究人員及其海外合作伙伴在使量子電瓶成為現(xiàn)實(shí)的過(guò)程中邁出了關(guān)鍵一步。她們成功地證明了超吸收的概念,這是支撐量子電瓶的關(guān)鍵思想。
研究人員介紹說(shuō),超吸收是一種適用于量子技術(shù)的復(fù)雜科學(xué)理論,它表示一種量子集體效應(yīng),分子狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變會(huì)形成建設(shè)性干擾。建設(shè)性干擾發(fā)生在各類(lèi)波(光、聲、水上的波)中,當(dāng)不同的波加上去形成比任何一種波都更大的影響時(shí),超吸收才會(huì)發(fā)生。至關(guān)重要的是,與每位分子單獨(dú)作用相比,這促使組合分子才能更有效地吸收光。這意味著量子能量?jī)?chǔ)存設(shè)備中的分子越多,即量子電瓶越大量子通訊儲(chǔ)存,它吸收能量的效率就越高,充電時(shí)間更快。
澳洲學(xué)院光子學(xué)與中級(jí)傳感器研究所研究員詹姆斯·Q·夸赫博士說(shuō):“從理論上講,量子電瓶的充電功率下降速率可能快于電瓶規(guī)格,這可能會(huì)帶來(lái)新的充電方法。”
為了證明超吸收的概念,研究小組建造了不同規(guī)格的大型晶塊狀微腔,每位微腔都富含不同數(shù)目的有機(jī)分子。之后量子通訊儲(chǔ)存,她們用激光為每位晶塊狀微腔充電。
“微腔的活性層包含儲(chǔ)存能量的有機(jī)半導(dǎo)體材料。量子電瓶超吸收效應(yīng)的基礎(chǔ)是,所有分子通過(guò)一種稱(chēng)為量子疊加的特點(diǎn)共同作用的看法。”夸赫博士說(shuō)。
“隨著微腔規(guī)格的減小和分子數(shù)目的降低,充電時(shí)間減短。”夸赫博士說(shuō),“這是一項(xiàng)重大突破,標(biāo)志著量子電瓶發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。”
據(jù)研究團(tuán)隊(duì)稱(chēng),量子電瓶的看法有可能對(duì)可再生能源和微型電子設(shè)備中的能量捕獲和儲(chǔ)存形成重大影響。
到2040年,人們的能源消耗水平預(yù)計(jì)將比2015年降低28%。大部份能源仍將來(lái)自化石燃料,但這須要付出很大的環(huán)境污染代價(jià)。一種才能同時(shí)搜集和存儲(chǔ)光能的電瓶將大大減少成本,同時(shí)降低太陽(yáng)能技術(shù)存在的能源不確定性。在量子熱學(xué)的推進(jìn)下,電瓶技術(shù)的新前景可能會(huì)因而次研究而成為現(xiàn)實(shí)。(實(shí)習(xí)記者張佳欣)