宏观量子隧穿，给光伏与量子计算开了一扇新门
[就像一个人不用开门，直接穿墙从客厅到了卧室——这在宏观世界是天方夜谭，但我们在电路里实现了。]当加州大学伯克利分校的约翰・克拉克得知自己因[宏观量子隧穿效应]获奖时，这个通俗的类比道出了这项研究的颠覆性。
量子隧穿效应并非新鲜事，1920年代被提出时，它描述的是电子等微观粒子能[概率性穿越能量壁垒]的奇特行为，就像小球无法滚过比自身动能高的山坡，但微观粒子能[穿墙而过]。
过去百年，这项效应始终被禁锢在微观世界，从芯片里的晶体管到扫描隧道显微镜，应用场景都离不开纳米级尺度。
而克拉克、德沃雷与马蒂尼斯的突破，在于把这种[量子魔术]搬到了宏观世界。
1984年，他们在伯克利实验室搭建了一个[能握在手里]的超导电路，两块超导体中间夹着一层极薄的绝缘层，当冷却到接近绝对零度时，电路中的数十亿个[库珀对]突然表现得像[单个宏观粒子]，它们没有足够能量越过绝缘层，却通过隧穿效应直接[穿越]，让电路从[零电压态]跃迁至[有压态]。
更关键的是，他们还证实了这个宏观系统的[能量量子化]，就像上楼梯只能一级级跳，电路吸收和释放的能量是[一份份]离散的，完美契合量子力学的预测。
这第一次证明，量子规律不是微观粒子的专属，人类能设计出可控的宏观量子系统。
这项看似[科幻]的发现，早已悄悄融入我们的能源生活。
光伏领域的主流技术TOPCon电池，核心原理正是[微观量子隧穿]，通过1nm厚的SiOx隧穿氧化层，让电子[穿墙]传输，同时拦截空穴，以此降低载流子复合，实现26%以上的光电转换效率。
TOPCon电池的核心就是量子隧穿，今年诺奖的宏观隧穿虽然和光伏没有直接关联，但它加深了人们对量子态控制的理解，未来可能突破现有光伏效率的理论极限。
而宏观量子隧穿的更大潜力，藏在量子计算里。马蒂尼斯后续加入谷歌，将这种量子化电路发展为超导量子比特。
2019年，他领导团队推出53比特的[悬铃木]处理器，首次实现[量子优越性]；2024年谷歌最新的Willow处理器，更是用105个量子比特实现了逻辑错误率随物理比特增加而降低的关键突破。
现在全球顶尖的量子计算机，几乎都基于约瑟夫森结和宏观隧穿原理，诺奖表彰的不仅是一项发现，更是量子计算从理论走向工程的起点。
如果说物理学奖为能源技术提供了[底层原理]，那么2025年诺贝尔化学奖授予的[金属有机框架（MOF）]，则为新能源应用提供了[关键材料]。
北川进、理查德・罗布森与奥马尔・亚吉三位科学家，用三十年时间搭建起的[分子乐高]，正成为氢能存储、碳捕集领域的[颠覆者]。
MOF的本质，是一种由金属离子（或簇）与有机配体[自组装]而成的多孔晶体。
可以把它想象成[纳米级的瑞士军刀]，金属离子是[连接节点]，有机配体是[支柱]，共同搭建出三维框架，内部布满直径1-10纳米的微孔。
这种结构赋予了MOF惊人的特性，典型MOF的比表面积可达6000㎡/g，一克材料的孔隙展开后相当于一个足球场；
更重要的是，通过更换金属离子和有机配体，科学家能精准调控MOF的孔径大小与化学属性。
想要储氢，就设计能吸附氢分子的孔道；想要捕碳，就修饰对CO₂有高亲和力的官能团。
三位获奖者的贡献，正是为这种[分子设计]奠定了基础：
1989年，罗布森首次用铜离子与四臂有机分子，搭建出钻石型拓扑的多孔晶体，提出[分子乐高]的构筑思路；
1997年，北川进突破[多孔材料必脆弱]的认知，证明MOF能像[肺]一样可逆吸附甲烷、氧气，提出[柔性多孔晶体]概念；
1999年，亚吉合成的MOF-5，比表面积突破2900㎡/g，且能在300℃下保持稳定，彻底打开MOF工业化的大门。
在新能源领域，MOF的价值最先体现在氢能上。作为[21世纪终极能源]，氢能的最大瓶颈是存储。
传统高压储氢需70MPa高压，设备成本高且安全风险大；低温液氢需-253℃超低温，能耗占氢能总量的30%以上。
而MOF的出现，让[常温常压储氢]成为可能。2025年8月，《自然・化学》刊发的研究显示，一种[柔性晶格]MOF的储氢量达6.5%，密度媲美70MPa高压储瓶；
中国科学院赵慎龙团队更实现突破：通过室温电沉积，制备出400平方厘米的MOF电极，用于电解水制氢时，能耗仅4.11kWh/Nm³H₂，且能稳定运行5000小时，制氢成本降至2.71美元/kg，接近美国能源部的商业目标。
这意味着氢燃料电池汽车的续航能翻番，亚吉团队研发的ZIF-1000MOF，储氢密度是传统高压技术的1.8倍。
同等体积下，氢燃料电池车的续航可从500公里跃升至1200公里，加氢时间仍保持3-5分钟，彻底解决续航焦虑。
丰田、现代等车企已开始测试MOF储氢系统，若落地，氢能重卡、长途客车将率先替代燃油车。
MOF在碳捕集领域的潜力同样惊人，当前工业碳捕集主要依赖[胺吸收法]，能耗高、易腐蚀设备，且无法应对200℃以上的高温烟气。
而清华大学与福州大学联合团队发现，锌基MOF能在200℃工业烟气中高效吸碳；扬州[碳捕捉]国家级示范项目引入MOF后，碳捕集能耗降低40%，成本预计下降50%。
当物理学奖与化学奖聚焦技术突破时，2025年诺贝尔经济学奖则为这些技术的落地提供了[方法论]。
乔尔・莫基尔等三位经济学家提出的[创新驱动型增长]理论，直指当前新能源产业的核心矛盾。依赖传统要素竞争的[内卷]，唯有通过创新生态构建才能打破。
2025年下半年的光伏产业正陷入这样的困局，多晶硅收储政策反复炒作，硅料价格脱离供求关系波动，组件成本每涨0.1元/W，光伏电站IRR就降0.3%-0.5%。
银河证券测算显示，若要满足IRR≥6%的盈利要求，组件价格需低于0.7元/W，对应硅料价约38元/kg，但政策传言导致价格反复，最终陷入[上游涨价、下游承压]的内耗。
而诺奖技术的发展路径，恰恰印证了[创新破内卷]的逻辑。这些突破不是一蹴而就，而是依赖基础研究-技术转化-产业落地的协同。
对中国新能源产业而言，这意味着需要从政策刺激转向创新生态构建，比如建立MOF材料的行业标准，推动量子计算与光伏效率提升的跨领域合作，让资本更多流向基础研究与中试环节，而非短期炒作。
2025年诺贝尔科学奖的揭晓，与其说是一次技术突破的表彰，不如说是一场能源革命的预告。
量子隧穿效应在光伏领域的深度应用，MOFs材料对氢能储运的颠覆式创新，共同指向一个清晰的结论：光伏氢能正在从概念走向现实，成为能源转型的核心驱动力。
从1920年代量子隧穿效应的理论提出，到2025年宏观调控技术的诺奖加冕；
从1989年MOFs材料的首次发现，到如今储氢技术的商业化突破，百年科学探索终于在能源领域结出硕果。
当光伏板在阳光下吸收能量，当MOFs材料在储罐中静静吸附氢气，一场深刻的能源变革正在悄然发生。
2025年的诺奖只是一个起点，更精彩的技术突破与产业变革，还在前方。
部分资料参考：21世纪经济报道：《从光伏到氢能，2025年诺奖暗藏玄机》，低碳新型技术：《2025年诺贝尔化学奖与低碳材料革命：MOF从储氢、DAC、反应器的应用技术解析》，上海科技大学：《从[分子乐高]到[碳中和技术]2025年诺贝尔化学奖解读》，SciMaster赛大师：《2025诺贝尔物理学奖深度解析｜当量子跳隧走入[电路]世界》，量财经：《2025年诺贝尔奖深度解析：从宏观量子效应到量子计算和量子安全的未来》
