Pagrindiniai pasiėmimai
- Kvantinės baterijos vieną dieną gali pakeisti pramonę, pasiūlydamos mažesnių dydžių ir greitesnį įkrovimą.
- Tačiau vienas ekspertas teigia, kad kvantinėms baterijoms gali prireikti „metų ar dešimtmečių“, kad jūsų mobilusis telefonas būtų maitinamas.
- Vykdomi daug žadantys tyrimai, siekiant išnaudoti daugiau ličio jonų akumuliatorių chemijos.
Jūsų programėlės vieną dieną gali žymiai padidinti galią dėl kvantinės mechanikos.
Tyrėjai paskelbė apie kvantinių baterijų proveržį, kuris ilgainiui gali pakeisti įtaisų veikimą. Kvantinės baterijos gali būti mažesnės ir įkrautos greičiau nei dabartinės. Naujoji technologija yra tik vienas iš būdų, kaip baterijų pramonė yra pasirengusi permąstyti.
„Žvelgiant iš grynai funkcinės perspektyvos, norime lengvesnių įtaisų su daugiau vietos, o naujos baterijos technologijos galėtų mums abiems leisti“, – „Lifewire“sakė Markas Falinskis, aplinkos tvarumo mokslininkas, kuris nedalyvavo neseniai atliktame tyrime. interviu el. paštu.
Schrödingerio baterija?
Adelaidės universiteto (Australija) tyrėjai teigia žengę svarbų žingsnį, kad kvantinės baterijos taptų realybe. Remiantis neseniai žurnale Science Advances paskelbtu tyrimu, jie sako, kad įrodė superabsorbcijos koncepciją – esminę kvantinių baterijų idėją.
„Kvantinės baterijos, kurių pajėgumams pagerinti naudojami kvantiniai mechaniniai principai, reikalauja mažiau įkrovimo laiko, kuo didesnės“, – sakė Jamesas Q. Quachas, vienas iš tyrimo autorių, sakė pranešime spaudai. "Teoriškai įmanoma, kad kvantinių baterijų įkrovimo galia didėja greičiau nei baterijos dydis, todėl gali atsirasti naujų būdų pagreitinti įkrovimą."
Siekdama įrodyti superabsorbcijos koncepciją, komanda sukūrė įvairaus dydžio plokšteles primenančias mikroertmes, kuriose buvo organinių molekulių. Kiekviena mikroertmė buvo įkraunama lazeriu.
"Aktyviame mikroertmės sluoksnyje yra organinių puslaidininkių medžiagų, kurios kaupia energiją. Kvantinių baterijų superabsorbuojamojo poveikio pagrindas yra idėja, kad visos molekulės veikia bendrai per savybę, žinomą kaip kvantinė superpozicija", - sakė Quachas..
Kvantinė superpozicija, pagrindinis kvantinės mechanikos principas, sako, kad, panašiai kaip klasikinės fizikos bangos, bet kurios dvi kvantinės būsenos gali būti sudėtos („superpozuotos“), ir rezultatas bus kita tinkama kvantinė būsena.
Tačiau Falinkskis perspėjo, kad iki kvantinių baterijų gali prireikti „metų ar dešimtmečių“, kad jūsų mobilusis telefonas būtų maitinamas.
„Todėl yra daug investicijų į kvantinių skaičiavimų erdvę, ir jei tos pačios investicijos bus nukreiptos į kvantines baterijas, mes galėtume pasiekti realią pažangą sparčiau“, – pridūrė jis..
Artėjame prie teorinės baterijų saugojimo ir pakartotinio naudojimo ribos.
Galingos naujovės
Naujos akumuliatoriaus technologijos poreikis yra didžiulis. Manoma, kad iki 2040 m. žmonių suvartojama energija padidės 28 procentais, palyginti su 2015 m. Didžioji dalis energijos vis tiek bus gaunama iš iškastinio kuro, o su tuo susijusiomis sąnaudomis aplinkai.
„Artėjame prie teorinės ribos, kiek mūsų baterijos gali saugoti ir pakartotinai panaudoti“, – sakė Falinskis. "Ličio jonų baterijos tobulėja ir tobulėja, bet mes artėjame prie taško, kai fizika ir chemija negali jų žymiai pagerinti."
Craig. Lawrence'as, švarių technologijų investuotojas, turintis baterijų inžinerijos išsilavinimą, „Lifewire“sakė interviu el. paštu.
Kietojo kūno baterijos, ličio metalo baterijų technologija, gali pasiūlyti daug didesnį energijos tankį nei ličio jonų, sakė Lawrence'as.
„Mūsų kišenėje yra beveik begalinė skaičiavimo galia, tačiau ji yra naudinga tol, kol baterija gali ją veikti“, – pridūrė jis. „Štai kodėl negalime turėti išmaniojo telefono, kurio įkrovimas veiktų ilgiau nei dieną, arba drono, kuris galėtų veikti ilgiau nei 30–60 minučių.“
E-dviračiai yra dar viena sritis, kurioje reikia kapitaliai atnaujinti akumuliatorių. 2021 m. vien Niujorkas pranešė apie daugiau nei 80 gaisrų, susijusių su elektriniais dviračiais ir jų akumuliatoriais.„ZapBatt“sukūrė ličio titanato elektroninio dviračio bateriją, kuri, jos teigimu, yra atspari ugniai ir gali būti visiškai įkrauta nuo 0 % iki 100 % per 20 minučių, o ne per 6 valandas.
"Atskiriems vartotojams šešias valandas laukti akumuliatoriaus įkrovimo ir kasmet keisti baterijas yra nepatogu ir nekenksminga aplinkai", - interviu el. paštu Lifewire sakė Charlie Welchas, ZapBatt generalinis direktorius. „Dėl šio didžiulio susidomėjimo elektroniniais dviračiais baterijų technologija turi nuolat tobulėti, kad paskatintų daugiau naudoti ir padidintų saugumą.“
