量子電池壽命大躍進：澳洲科研團隊突破1,000倍儲能瓶頸

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科技產業資訊室(iKnow) - 黃松勳發表於 2025年7月15日

圖、量子電池壽命大躍進：澳洲科研團隊突破1,000倍儲能瓶頸

在能源儲存技術持續追求高效與永續的當下，量子電池 (QB) 成為備受矚目的創新方向。來自澳洲皇家墨爾本理工大學(RMIT)與澳洲聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的研究團隊，成功突破量子電池「充電快但放電也快」的技術瓶頸，開發出儲能壽命延長1,000倍的實驗原型，為實現商用量子電池跨出關鍵一步。

過往量子電池雖能以超吸收(superabsorption)原理快速充電，但也因超輻射(superradiance)導致能量迅速流失，僅能儲存奈秒（十億分之一秒）級能量。本次研究透過能階匹配與分子三重態設計，讓電池能維持微秒（百萬分之一秒）級的電荷保存時間，達成前所未有的穩定儲能成效。

不同於傳統以化學反應儲能的電池，量子電池利用量子疊加和光與電子交互作用來儲存能量。透過激發原子或分子的量子態，再藉由能態間轉移釋放能量，不僅理論上可達超快速充電，更可能擁有更高的能量密度。

研究團隊設計的量子電池採用多層微空腔結構，由可吸收光能的供體層(Rhodamine 6G)與接收能量的受體(儲存)層(PdTPP*)組成。透過極化激子(polariton)與三重態能階共振，能量能有效轉移至不易輻射流失的三重態分子，顯著延長儲能壽命。

所謂三重態屬於「暗態」，不會像傳統「亮態」分子易被光激發或釋放，這種特性讓儲存的能量得以長時間保持，進一步對抗量子電池最棘手的快速放電問題。

團隊共製作並測試五種實驗裝置，其中最佳者在能階匹配時能有效儲存能量，較前代技術提升1,000倍的效能。此突破儘管仍處於微秒級，但對量子電池發展具有開創性意義。

RMIT化學物理學家Daniel Gómez表示，儘管實用化仍需時間，這次研究已為下一代量子電池奠定設計基礎。未來量子電池可望用於提升太陽能電池效率、驅動智慧穿戴裝置與微型感測器等領域。

CSIRO科學領導人James Quach指出，澳洲目前在實驗量子電池領域居於領先地位。本研究再次證明澳洲在量子科技的創新實力與跨領域整合能量。

本次研究獲得澳洲研究委員會(ARC)、歐盟及RMIT副校長研究獎助金資助，並於RMIT的Micro Nano Research Facility完成，這座設施集合多學科微奈米技術研發能量，為此次突破提供關鍵支持。Gómez團隊現正與產業界合作設計下一代原型裝置，探索未來能量提取轉化為電流的可行性，朝向更貼近實用的商業應用邁進。

雖然目前量子電池仍處於實驗階段，但本次研究成果象徵一個從理論走向應用的堅實步伐。隨著設計精進與產業鏈投入，量子電池有望成為下一世代能源儲存的重要角色，引領新一輪科技革命。(942字；圖1)

參考資料：
Quantum battery holds charge 1,000 times longer in major breakthrough. Rinnovabili. 2025/07/11.
Researchers discover method to significantly extend quantum battery lifespan. PV Magazine Energy Storage. 2025/07/10.
Australian scientists design record-breaking quantum batteries. Cosmos. 2025/07/09.

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