续航3光年！超锂电池940亿倍！黑洞电池，搞笑诺贝尔奖拿定了？

电动汽车火爆全球，电池研发竞争激烈，两位不嫌事大的科学家也来凑热闹了，最近提出了终极电池——微黑洞蜂窝电池概念，其能量密度是最好锂离子电池的940亿倍，续航可达3光年，只是要制造它可不容易，难度可能已超过你脑洞的极限！

这项有望稳获搞笑诺贝尔奖的研究来自挪威生命科学大学的理论物理学家埃斯彭·豪格，和委内瑞拉安第斯大学的物理学家詹弗兰科·斯帕维耶里，可能是没有申请到研究资金，他们干脆开展了一项不需要做实验的理论研究：如何用黑洞来制造电池？

首先不带电的史瓦西黑洞肯定不行，然后太大的黑洞显然也不行，比锂离子电池燃爆危险多了——锂离子电池燃爆要命，它连尸体都要给你带走，殡仪馆、火葬场和墓地显然不会高兴，一条龙服务没了。

两位科学家因此盯上了普朗克尺度的赖斯纳-诺德斯特罗姆黑洞，这种黑洞是广义相对论一个著名的精确解，描述了静态球对称带电物体的引力场度规。

之所以要用普朗克尺度的微小带电黑洞来制造电池，是因为普通黑洞具有强大的引力，会相互吸引互相吞噬，不具备制造电池的条件。而带相同电荷的黑洞，由于互相排斥，可以抵消彼此之间的引力，从而可以像锂离子一样，捆绑在一起形成稳定的电池。

选择赖斯纳-诺德斯特罗姆黑洞的另一个原因，是因为它会因质量和电荷量形成两个视界，而当电荷足够大时，视界会合并成一个，这时候它的半径只有史瓦西黑洞的一半，这意味着它的密度将是史瓦西黑洞的8倍，对电池来说这是多么优秀的特性啊，能量密度也会提高8倍。

最关键的是，普朗克尺度的史瓦西黑洞，因霍金辐射而蒸发的时间也和普朗克时间差不多，大约是10^-40秒级别，寿命太短了，根本不敷使用。而两个视界重合的赖斯纳-诺德斯特罗姆黑洞，计算表明其霍金辐射的等效值为零，这意味着它们处于完美的稳定状态，寿命超长可以当传家宝了。

那微型黑洞要如何形成电池呢？很简单，可以把相同数量带负电和带正电的黑洞分别制成电池的正负极，形成“微黑洞蜂窝电池”。使用的时候分别释放一个正电黑洞和一个负电黑洞，让它们合并在一起，就可以释放出巨大的能量。

根据近年来引力波干涉仪的探测数据，黑洞合并至少会有5%到10%的质量会变成引力能释放出来，这比人造太阳核聚变理论上最多只有0.7%强多了。但最令人兴奋的是，两个赖斯纳-诺德斯特罗姆普朗克质量微黑洞合并的时候，会形成两个普朗克质量的微型史瓦西黑洞，这意味着它马上就会蒸发，将所有质量都转化为能量释放出来，100%！效率太高了。

那么微黑洞蜂窝电池究竟有多大的能量，和锂离子电池相比又如何呢？

一个赖斯纳-诺德斯特罗姆普朗克质量微黑洞重2.17x10^-8千克，大约和苍蝇卵差不多，存储了1,954,056,587焦耳的能量，一公斤微黑洞蜂窝电池由45,994,327个微型黑洞组成，包含8.99x10^16焦耳能量。而目前最好的商业锂离子电池比能量约为265Wh/kg，每公斤包含954,000焦耳能量，这意味着微黑洞蜂窝电池的能量密度是当今最好锂离子电池的940亿倍，达到了25,000,000,000,000Wh/kg！

现在一个200公斤的265Wh/kg锂离子电池能够存储约53kWh的电量，可以续航约300公里，而一个普朗克质量微型黑洞存储的能量相当于46.5千克锂电池的能量，所以只需要4个微型黑洞就可以有同样的续航里程。而同样质量也就是200公斤的黑洞电池，则可以续航28,200,000,000,000公里，也就是约3光年，两个电池就可以直接开到比邻星了。

所以微黑洞蜂窝电池虽然是一次性消耗电池，无法充电，但如此大的续航里程，不充又有什么关系呢？

然后就是最现实的问题了，如何制造微黑洞蜂窝电池？

方法不外乎有两种，一种是在宇宙中寻找普朗克质量微型黑洞，虽然大爆炸后宇宙初期可能存在这样的黑洞，但科学家们迄今从未发现过，这意味着它们可能早就已经蒸发殆尽了。

另一种办法则是利用强子对撞机，欧洲的大型强子对撞机LHC就被认为可能会制造出黑洞，启动前还引发过巨大的恐慌。不过实践已经证明，这个14TeV能量级别的对撞机还没有这个能耐，曾经有研究称至少得100TeV才行。

不过要制造普朗克质量的微型黑洞，100TeV肯定还是远远不够，因为这个质量（2.17x10^-8千克）实在太大了，两位科学家估计需要10^16 TeV才行，显然在地球上根本无法做到。

事实上要制造这样的对撞机，需要用中子星来作为磁铁，然后对撞机的尺寸需要和太阳系一样大，所以至少就目前人类的技术水平而言，制造微黑洞蜂窝电池还根本不现实！

但豪格和斯帕维耶里能够拿搞笑诺贝尔奖吗？不要拭目以待，让我们大声地呼吁吧。

这项研究发表在4月20日《高能密度物理学》杂志上。

标题：The micro black hole cellular battery: The ultimate limits of battery energy density