第111章 開展量子超吸收驗證
傳統化學電池依靠氧化還原反應,透過化學鍵的斷裂與重組來儲存。釋放化學能。
常見的鋰電池。鉛蓄電池都屬於這類儲能機制。
而在這樣的框架下,電池的體積越大,參與反應的物質越多,內阻就越大,充電速度就越慢,這是所有化學電池無法突破的物理規律。
但量子電池的儲能形式不屬於傳統化學能,它是直接依託量子系統的能級躍遷。量子相干效應來儲存能量,以光子和量子態的形式完成能量的轉移與留存。
整個過程不依賴化學反應,也不存在化學鍵的能量變化,和傳統化學能的儲能邏輯完全不同。
資料中描述的核心機制,當多個分子被置於光學微腔中,它們之間會透過量子糾纏產生集體協同效應。
簡單來說,每增加一個參與協同的分子單元,整個體系對光子的吸收效率就會呈超線性增長,而不是傳統化學體系中隨著體積增大而衰減。
這就好比一個合唱團,單個歌手的聲音有限,但當一個訓練有素的合唱團齊聲高歌時,聲壓級遠遠超過所有歌手單獨發聲的總和。
這種「1+1遠大於2」的效應,在量子力學中有一個專門的名字,即,超輻射。
而量子電池利用的正是這種超輻射效應的逆過程,即,超吸收。
此刻,林川瞄了眼羅向東說道:「接下來的幾個月,你們要做的事情就是在實驗層面驗證這個超吸收效應。不需要做出完整的電池,只需要觀測到超線性的充電速率和儲存容量特性,就算是階段性勝利。」
羅向東點點頭:「OK。」
接下來的日子,隨著所需的資金和人手到位之後,羅向東帶隊量子儲能專案組開始進行理論驗證。
陸景負責搭建飛秒雷射實驗平臺,這是一套極為複雜的超快光學系統,核心是一臺鈦寶石飛秒雷射器,脈衝寬度能做到100飛秒以內。
飛秒雷射器發出的脈衝極短,在時間解析度上相當於一臺能夠看清分子運動的高速攝影機,是觀測量子電池充電動力學的必備工具。
這種雷射器對環境的振動和溫度極其敏感,任何微小的震動都可能導致光路偏移。
不過搭建過程頗為順利,陸景把整套系統放在主動隔振平臺上,實驗室的溫度控制在±0。1度的精度。
他帶著幾個年輕工程師花了兩週時間完成光路校準,期間燒壞了三個倍頻晶體,損壞的原因都是光斑偏離了最佳路徑。
陳知意負責製備微腔樣品,量子電池的核心儲能介質是一種叫做Lugen—F的有機染料分子,這種分子具有極高的螢光量子產率,能夠高效地吸收光子並進入激發態。
她的任務就是需要把不同濃度的染料分子封裝進光學微腔中。
所謂的光學微腔,就是兩面高反射率鏡面夾著一層極薄的有源層,厚度只有幾百奈米,相當於一根頭髮絲的千分之一。
這個腔體的尺寸決定了光子在其中能夠存在的模式,直接影響到分子間的量子耦合強度。
陳知意帶著團隊根據林川提供的理論模型,摸索了十幾天終於找到合適的旋塗引數。
最初幾批樣品要麼膜厚不均勻,要麼鏡面反射率不達標,經過反覆調整旋塗速度。溶液濃度和退火溫度,在第四批次拿到了符合設計要求的微腔樣品。
羅向東負責協調整個實驗流程,同時處理理論計算。
把林川給的技術資料中的數學模型重新建立了一遍,生成了不同分子數量下的預期吸收曲線,為後續的實驗資料提供對比基準。
作為深藍科技的掌門人,林川沒有天天待在專案組裡,但他隔一段時間還是會過來看看進度。
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