量子技術讓電動車續航里程更長

來源：參考消息

       參考消息網11月19日報道 據《日本經濟新聞》11月17日報道，東京工業大學等開發出利用量子傳感器將電動汽車續航里程延長約10%的基礎技術。該技術可以準確測量已儲備電量，讓車載電池性能得到最大限度地發揮，目標是最早于2030年實現實用化。

　　一次充電的續航里程越長，電動汽車使用起來就越方便。雖然若搭載多枚電池可以延長續航里程，但車內空間會變得狹小，成本也會上升。因此，各方不斷推進提高電池性能的技術開發活動。

　　如果充電至超過規定容量的水平，可能損壞車載電池。由于難以準確測量充電量，電池的設置容量比實際可儲存電量要少10%左右。

　　如果有能以較高的精度測量充電量的傳感器，就能充分發揮車載電池的性能。東京工業大學和汽車零件生產企業矢崎總業公司選中了鉆石量子傳感器。量子是原子級以下的極小的能量和物質單位。量子傳感器充分利用量子的特殊性質，能夠以高靈敏度測量電流和磁力等。

　　鉆石量子傳感器指的是，在鉆石的部分結晶中設計特殊結構。這種鉆石具有在綠色激光照射下發出紅色熒光的性質。根據內部電子的量子狀態，熒光的強度會發生變化。受周圍電流、磁力、溫度的影響，電子的量子狀態會發生變化，因此只要調查熒光強度就可以計算出磁力等。

　　目前已經投入使用的量子傳感器包括超導量子干涉儀(SQUID)。SQUID是使用超導材料制成的，能夠以較高的精度探測磁力。不過，為了維持量子狀態，需要制冷機，因此很難實現小型化。

　　鉆石量子傳感器則受到堅固鉆石結構的保護，即使在室溫條件下量子狀態也不易被破壞。有望實現設備小型化和低成本化。

　　東京工業大學等開發出的鉆石量子傳感器，可以安裝在被稱為“母線”的金屬部件上。“母線”是從蓄電池輸送電力的通道。傳統傳感器以1安培為單位測量電流大小，而新開發的傳感器以10毫安為單位，精度提高至之前的100倍。

　　因此，可以讓充電量接近電池實際可儲存電量，不用預留10%的空間。同種電池的續航里程得以延長。除此之外，如果減少電池搭載量，則能夠降低成本。

　　矢崎總業公司的目標是，最早于2030年實現鉆石量子傳感器實用化，面向汽車制造商和零部件制造商供貨。雖然現在周邊設備較大，但通過使用小型半導體激光等，可將量子傳感器大小縮小到10厘米見方。成本也“與以往的電流傳感器處于相同水平”。

　　東京工業大學教授波多野睦子表示：“最大的成本因素是鉆石。”用于制造量子傳感器的鉆石是人工合成的。這與從礦山開采、用于珠寶首飾的天然鉆石不同。使用廉價線路板，采用從沼氣中提煉鉆石的量產方法，可以大幅降低制造成本。