物理學(xué)家表示，終極電池可能利用黑洞的能量

在避免燃燒地球所能承受的化石燃料之外，努力從更少的材料中產(chǎn)生更多的能量，正在孕育一些可以說(shuō)是創(chuàng)造性的想法。

核聚變記錄被打破了，即使只是以微小的幅度和短暫的時(shí)間。與此同時(shí)，太陽(yáng)能電池板的效率正如預(yù)期地不斷提高，它們的安裝——在停車(chē)場(chǎng)和綠色屋頂上——也更加戰(zhàn)略，有助于獲得越來(lái)越多的收益。

但如何存儲(chǔ)能量并在需要時(shí)釋放到電力網(wǎng)上仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，即使電池存儲(chǔ)和制造能力正在上升，價(jià)格也在暴跌。

理論科學(xué)家在展望這些趨勢(shì)可能如何發(fā)展或創(chuàng)新將帶領(lǐng)我們前進(jìn)方面尤其富有想象力，超越了現(xiàn)實(shí)的邊界，跨越了未來(lái)的幾年。

在最新的轉(zhuǎn)折中，兩位物理學(xué)家一直在思考電池能量密度的終極理論極限，這是基于愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論。

從描述不旋轉(zhuǎn)的完全圓形質(zhì)量的嚴(yán)格解釋開(kāi)始，這對(duì)人描述了在充滿(mǎn)能量的緊湊空間中形成的微觀黑洞的理想模型的行為。由于這些微小的怪物相互作用的方式，整個(gè)系統(tǒng)可能會(huì)有點(diǎn)像核反應(yīng)堆，釋放存儲(chǔ)在粒子鍵中的能量以產(chǎn)生巨大量的清潔能源。

這些黑洞需要被充電并且很小，每個(gè)只有一個(gè)普朗克質(zhì)量，這樣當(dāng)它們被打包成充滿(mǎn)同樣帶電的黑洞的細(xì)胞時(shí)，它們的電磁斥力抵消了重力的吸引力，創(chuàng)造了穩(wěn)定的能量存儲(chǔ)，不會(huì)吞噬自身。比較龐大的黑洞也比微小的黑洞能量密度低。

理論上，相反帶電的微型黑洞可以被逐個(gè)聚集在一起，導(dǎo)致它們?nèi)诤铣梢粋€(gè)黑洞，這個(gè)黑洞會(huì)非?？斓亍罢舭l(fā)”成純能量。提取的能量不會(huì)來(lái)自黑洞內(nèi)部，而是來(lái)自它的外部：重力集中的地方。

在理論電池的一個(gè)細(xì)胞中，將正電荷的黑洞聚集在一起，而將負(fù)電荷的黑洞聚集在第二個(gè)相鄰的細(xì)胞中。由帶電的微小黑洞組成的電池概念，在將兩個(gè)相反帶電的黑洞以控制的方式聚集以釋放能量之前，它們被保持在單獨(dú)的細(xì)胞中。（霍格和斯帕維埃里，高密度能量物理學(xué)，2024年）。這個(gè)扭曲人腦的建議并不是超出現(xiàn)實(shí)的范疇。微小的原始黑洞被認(rèn)為存在，但從未被探測(cè)到——也許是因?yàn)樗鼈冊(cè)谟钪娲蟊ê蟪錆M(mǎn)宇宙的原始等離子體中形成后輻射了大部分能量。

但是“微型黑洞電池”的前景很可能仍然是純粹的假設(shè)，更多地表明了電池技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)有多遠(yuǎn)，而不是我們最終會(huì)到達(dá)的地方。

“與其最終潛力相比，今天的電池極度低效，而且我們很可能只是電池革命的開(kāi)端，”挪威生命科學(xué)大學(xué)的理論物理學(xué)家和金融分析師埃斯彭·豪格以及安第斯大學(xué)委內(nèi)瑞拉分校的物理學(xué)家吉安弗蘭科·斯帕維埃里在他們發(fā)表的論文中寫(xiě)道。

目前，最高效的鋰電池每公斤含有大約954,000焦耳的能量（2.2磅），大約是燃燒一公斤石油所獲得能量的22倍。

豪格和斯帕維埃里估計(jì)，一個(gè)重量只有一公斤的微型黑洞電池可以為一個(gè)家庭提供“幾代人的能量”——大約是目前存在的最有效的200公斤鋰電池的能量的470,000,000倍。

“雖然達(dá)到這種技術(shù)水平當(dāng)然不是迫在眉睫的，但電池技術(shù)發(fā)展可能會(huì)遵循與計(jì)算機(jī)技術(shù)相似的軌跡，”豪格和斯帕維埃里寫(xiě)道。

這對(duì)不是第一個(gè)提出這種瘋狂想法的團(tuán)隊(duì)，這只是表明了我們面臨的能源過(guò)渡的嚴(yán)重性（雙關(guān)語(yǔ)打算） ，以便在不燃燒正在燉煮地球的化石燃料的情況下為世界提供能量。

以前的工作考慮了類(lèi)似小的施瓦茨希爾德黑洞，但豪格和斯帕維埃里認(rèn)為由萊斯納-諾德斯特倫度量描述的帶電黑洞比它們的能量密度高八倍。

當(dāng)然，這樣的微小、不旋轉(zhuǎn)的黑洞是否存在，甚至能否在實(shí)際環(huán)境中創(chuàng)建，是未來(lái)想象的項(xiàng)目。

“如果我們使用戰(zhàn)略性放置的中子星作為磁鐵，這仍然需要一個(gè)大約太陽(yáng)系大小的[粒子]加速器，”豪格和斯帕維埃里指出?！斑@個(gè)解決方案似乎相當(dāng)不現(xiàn)實(shí)，但永遠(yuǎn)不要說(shuō)從來(lái)沒(méi)有?！?/p>