「量子電池可以讓EV秒充」聽起來很吸引,但目前的研究還遠沒有走到那一步。真正重要的新突破,是澳洲CSIRO、RMIT University與University of Melbourne團隊首次在同一個量子電池原型中完整展示充電、儲能與放電循環,而且能把儲存的能量轉換成可量測的電流輸出。

突破點不是「秒充」,而是完整循環終於做出來

這項研究刊登於2026年3月13日的《Light: Science & Applications》。團隊製作8個Fabry–Pérot微腔量子電池裝置,核心使用copper phthalocyanine(CuPc)吸光分子,並整合C60與電子、電洞傳輸及阻擋層,讓裝置不只可以吸收光能,還能把能量真正導出成電流。

過去量子電池研究最常見的問題,是可以證明「充進去」,卻難以把能量以實際電功率方式取出。這次研究把充電、短暫儲能與電流輸出放進同一個裝置,因此更接近「電池」應有的完整功能。

CSIRO量子電池研究裝置圖片
CSIRO等研究團隊首次在同一原型展示完整充放電循環。圖片:CSIRO

為什麼會出現「越大反而充得越快」?

量子電池最反直覺的地方,是參與系統的分子數增加後,充放電功率可以呈現superextensive scaling,也就是增長速度快於系統容量本身。這來自分子與光之間的集體量子效應,而不是單純因為把電池做得更大、塞進更多材料。

研究中8個裝置的CuPc分子數不同,團隊觀察到隨參與強耦合的分子數增加,充電功率與放電功率都出現超線性提升。論文亦指出,量子電池相較沒有微腔的控制裝置,光子轉換成電荷的效率最高可出現約3倍增強。

但它仍是微型實驗室裝置

這也是最需要降溫的地方。CSIRO明確表示,目前量子電池容量仍非常小,儲能時間雖比充電所需時間長出數個數量級,但依然停留在納秒級。換句話說,它目前連手機都無法實際供電,更不用說需要數十kWh電量的電動車。

研究團隊下一步要解決的,是如何延長能量保存時間,以及把這種量子集體效應擴大到更實用的裝置尺度。James Quach曾把「未來讓EV充電比加油更快」視為長期目標,但那是研究願景,不是這次實驗已經達成的結果。

對EV真正有意義的是什麼?

如果未來量子電池真的能擴大,它最大的吸引力不是單純「充得很快」,而是充電速度可能隨系統規模增加而提升,這與現有化學電池通常越大越難快速充電的直覺相反。不過從微腔光電裝置走到車用高壓電池,中間還隔着容量、儲能時間、製造、效率、成本、安全與系統整合等多重難題。

因此,現在把這項研究理解成「量子電池已經能替代鋰電池」並不準確。更合理的說法,是科學家第一次把量子電池從單純的充電概念,推進到能完成完整充放電循環的原型階段。

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資料來源:CSIRO、RMIT University、University of Melbourne