量子電池研究獲得突破，創新正改變電池 - 工程師

量子電池研究獲得突破，創新正改變電池產業格局

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隨著電動車崛起，市場對於新電池技術的需求正逐步放大。許多研究指出，到2040年，人
們消耗的能源預計將比2015年還要增加28%，且大部分電力仍將來自化石燃料，並帶給環
境許多額外的成本。

即使這幾年鋰離子電池性能愈來愈好，但不可否認的是，我們現今的電池在物理和化學上
已經無法進一步改進。也就是說，電池可以儲存和重複使用的理論已經到了極限。

雖然提高能量密度、功率密度、循環壽命或降低成本的新材料，能夠使鋰離子電池從中受
益。但是許多研究都正往創新的道路前進。例如：固態電池是一種鋰金屬電池技術，可以
提供比鋰離子電池更高的能量密度。

根據統計，2021 年僅紐約市就接獲80起與電動自行車及其電池有關的火災報告。為了提
高防火性，ZapBatt開發了一種鈦酸鋰電動自行車電池，不僅具有防火性，還可以在20分
鐘內從0%的電池充滿電到100%，而不是充飽鋰離子電池所需的6小時。整體來說，隨著電
動自行車興趣大幅上升，電池技術必須不斷發展並提高安全性，以鼓勵更多人購買電動自
行車。

IonQ量子運算和現代汽車的合作關係，更專注於使用量子運算研究鋰化合物和電池化學來
改變電池現今的狀態。

澳洲Adelaide大學透過量子力學原理來增強量子電池能力。其證明了超級吸收（
super absorption）的概念，因為這是支撐量子電池的關鍵。這份研究刊登在Science
Advances期刊上，讓量子電池在可實現方面邁出了關鍵一步。為了證明超吸收的概念，該
團隊建造了不同大小的晶片狀微共振腔（Microcavity），其中包含有機分子。每個微共
振腔都是使用雷射充電。

微共振腔的活性層包含儲存能量的有機半導體材料。量子電池超吸收效應的基礎是所有分
子通過一種稱為量子疊加的特性共同作用而來。量子疊加是量子力學的一個基本原理，就
如同經典物理學中的波一樣，任何兩個量子態都可以加在一起，並成為另一個有效的量子
態。

科學家Mark Falinski認為，即使這一概念已經被證實，但是要將量子電池成為一種商品
化的產品仍可能要幾年或幾十年的時間。不過，這幾年在量子運算領域的公司或研究都獲
得很多投資，如果在量子電池方面也能夠獲得相同的投資資金，絕對可以縮短其商品化的
時程。

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