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國內外低碳新聞

電池的極限:微型黑洞電池

2024/6/28 0:0

用更少材料產生更多能量,同時避免燃燒超過地球可承受能力的化石燃料,這是許多科學家窮盡一生也想追求的想法,於是核融合反應的記錄不斷地被打破,即使每次只贏那零點幾秒鐘,科學家也會興奮無比。同時太陽能板也越來越高效,能量轉換效率也從最初不到 1%,到現代接近 30%,但即使電池儲存和製造能力有上升趨勢,如何儲存這些能量並據電網需要釋出,仍是巨大挑戰,因不可能帶著超大塊電池做太空旅行。

 

兩位物理學家基於愛因斯坦的廣義相對論,一直在思考電池能量密度的終極理論極限,最新研究論文,描述充滿能量的緊密空間形成微型黑洞的理想模型。

 

這些黑洞需帶電且很小,每個只能有一個普朗克質量(約為21.8微克,聽起來好像不夠小,但由這樣子質量形成的黑洞半徑會等於普朗克長度,普朗克長度是不確定性原理作用的極限,因此小於這個質量的粒子不會塌縮成黑洞),當它們捆在一起形成帶電黑洞組成的組合包時,相互電磁斥力抵消引力,創造出穩定能量儲存空間而不會互相吞噬。這令人費解的建議並非不可能,微小的原初黑洞通常認為存在,但未被人類探測到,也許是因大爆炸後充滿宇宙的電漿形成,輻射掉大部分能量。

 

目前最高效的鋰電池每公斤可釋出含約95.4萬焦耳能量,約燃燒一公斤石油能量的22倍;論文計算,質量為一公斤的微型黑洞電池可提供一家數代人使用的能量──約上述鋰電池的9,400億倍,雖然這種技術實現還非常遙遠,但電池技術發展可能會碰到類似電腦技術的奇異點,並非無法想像。

 

他們並不是第一個提出這種瘋狂想法的團隊,這只是為了展示能源轉型前哨站,畢竟不燃燒化石燃料的前提下,為世界提供足夠動力是幾乎所有能源科學發展的終極目標,與之相比,今日電池的效率低到不可思議。

 

當然,這種微小的不旋轉黑洞是否存在,甚至是否能人工創造都未知,假設我們真能把中子星當成磁鐵,只需太陽系大小的粒子加速器就有機會產製微型黑洞,聽起來似乎很不現實,但可能性並非零。研究6月發表於《高能密度物理學》期刊。

 

(本文由 台北天文館 授權轉載)

 

參考資料

https://technews.tw/2024/06/12/micro-black-hole-battery/

 

 

刊登來源:TechNews(作者 台北 天文館) 刊登日期:2024/06/12
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