加拿大艾伯塔大學(University of Alberta)和多倫多大學的科學家合作提出了一種新型量子電池的設計方案,並在理論上證明這種電池不會漏電。

「量子電池是微型的,用於納米級別的電池,」艾伯塔大學的化學家漢納(Gabriel Hanna)說,這項研究展示了造出不會漏電的量子電池的可能性,比以前的量子電池模型更好。

漢納說,量子電池將是未來很多量子設備的重要元件,可能用現有的固態製造技術就能造出。

該團隊提議用一種有高度結構對稱性的開放量子網絡模型作為平台,儲存激子(exciton)能量——一個電子吸收一個足夠高能的光子時獲得的能量。

研究者稱,這個模型可以在開放的環境下,實現無損耗的能量存儲。

「實現這個量子網絡的關鍵在於『黑暗狀態(dark state)』,」漢納說,「在『黑暗狀態』下,網絡不能與周圍環境交換能量。這就從根本上使得這個系統不受任何環境的影響。這意味著這個電池不會洩漏任何能量。」

研究組還提出一個按需放電的總體方案構想,通過可控方式打破其結構對稱性來實現。

未來的研究將探索這種電池充放電的可行方式,以及如何擴大規模投入實際應用中。

這份研究近期登上了《物理化學C類期刊》(Journal of Physical Chemistry C)。◇