全站搜尋 電子雜誌搜尋

AD

ad970250

不錯過任何知識訊息,立即加入國家地理官方X

防疫期間遠端工作,請利用客服信箱聯繫。

Jun. 12 2024

電池的極限:微型黑洞電池

  • 藝術家繪製兩個融合中的黑洞。

    藝術家繪製兩個融合中的黑洞。

1

用更少的材料產生更多的能量,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在不斷地被打破,即使每次只贏那零點幾秒鐘,科學家也會興奮無比。與此同時,太陽能板也變得越來越高效,能量轉換效率也從最初的不到1%,到現代已經接近30%,但是,即使電池儲存和製造能力有著上升趨勢,如何儲存這些能量並根據電網的需要而釋出仍是一個巨大的挑戰,我們又不可能帶著一整個超大塊的電池前往太空。

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,在最新的研究論文中,他們描述了在充滿能量的緊密空間中形成的微型黑洞的理想模型。這些黑洞需要帶電且很小,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,但由這樣子質量所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),這樣當它們捆綁在一起形成一個由帶電黑洞組成的組合包時,它們相互的電磁斥力抵消了引力,創造了穩定的能量儲存空間而不會互相吞噬。這個令人費解的建議並非不可能,微小的原初黑洞被認為是存在的,但從未被人類探測到,也許是因為它們在大爆炸後充滿宇宙的電漿中形成後,輻射掉了大部分能量。

目前最高效的鋰電池每公斤可釋出含有大約95.4萬焦耳的能量,這大約是燃燒一公斤石油所能獲得能量的22倍;而根據論文中的計算,一個質量為一公斤的微型黑洞電池可以提供一個家庭數代人使用的能量——大約是剛剛提到的鋰電池的9,400億倍,雖然實現這樣的技術還非常遙遠,但電池技術的發展可能會迎來類似電腦技術的奇異點,這並非無法想像。

他們並不是第一個提出這種瘋狂想法的團隊,這只是為了展示我們所面臨的能源轉型前哨站,畢竟在不燃燒化石燃料的前提下,為世界提供足夠的動力是幾乎所有能源科學發展的終極目標,與之相比,今日的電池效率低到不可思議。

AD

ads-parallax

當然,這種微小的不旋轉黑洞是否存在,甚至是否能被創造出來,都是未知項目,假設我們真的能夠把中子星作為磁鐵,只需要一個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,但可能性並非為零,該研究發表於六月的《高能密度物理學》(High Energy Density Physics)期刊上。

 

資料來源:Science Alert

本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。

 

JUL. 2024

原住民族逆轉未來

全球各地最早的住民如何找回環境、文化與自我認同主導權

原住民族逆轉未來

AD

熱門精選

AD

AD

Subscribe
立即訂閱
keyboard_arrow_up

AD

ad970250