Негізгі ұсыныстар
- Кванттық батареялар бір күні кішірек өлшемдерді және жылдам зарядтауды ұсына отырып, индустрияда төңкеріс жасай алады.
- Бірақ сарапшының айтуынша, кванттық батареялар ұялы телефонды қуаттандыруға "жылдар немесе ондаған жылдар" кетуі мүмкін.
- Li-Ion батареяларының химиясынан көбірек пайда алу үшін перспективалы зерттеулер жүргізілуде.
Гаджеттеріңіз бір күні кванттық механиканың арқасында айтарлықтай қуатты арттыруы мүмкін.
Зерттеушілер кванттық батареялардағы серпіліс туралы жариялады, ол сайып келгенде гаджеттердің жұмысын өзгертуі мүмкін. Кванттық батареялар ағымдағы батареяларға қарағанда кішірек болуы және жылдамырақ зарядталуы мүмкін. Жаңа технология - батарея өнеркәсібін қайта ойластырудың бір жолы ғана.
"Таза функционалдық тұрғыдан алғанда, біз көбірек жады бар жеңіл гаджеттер алғымыз келеді, ал жаңа батарея технологиясы екеумізге де мүмкіндік бере алады", - деді Марк Фалински, жақында жүргізілген зерттеудің бөлігі болмаған экологиялық тұрақтылық жөніндегі ғалым Lifewire-ге берген сұхбатында. электрондық пошта сұхбаты.
Шредингер батареясы?
Австралиядағы Аделаида университетінің зерттеушілері кванттық батареяларды шындыққа айналдыруда маңызды қадам жасады деп мәлімдейді. Science Advances журналында жақында жарияланған зерттеуге сәйкес, олар кванттық батареяларды негізге алатын маңызды идея супер сіңіру тұжырымдамасын дәлелдеді дейді.
"Мүмкіндіктерін арттыру үшін кванттық механикалық принциптерді қолданатын кванттық батареялар үлкейген сайын зарядтау уақытын азырақ талап етеді," Джеймс К. Куах, зерттеу авторларының бірі, баспасөз хабарламасында. "Теориялық тұрғыдан кванттық батареялардың зарядтау қуаты аккумулятордың өлшемінен жылдамырақ ұлғаюы мүмкін, бұл зарядтауды жылдамдатудың жаңа тәсілдеріне мүмкіндік береді."
Супер сіңіру тұжырымдамасын дәлелдеу үшін топ органикалық молекулалардан тұратын әртүрлі өлшемдегі вафли тәрізді микроқуыстар жасады. Әрбір микро қуыс лазер арқылы зарядталды.
"Микроқуыстың белсенді қабатында энергияны сақтайтын органикалық жартылай өткізгіш материалдар бар. Кванттық батареялардың супер сіңіргіш әсерінің негізінде барлық молекулалар кванттық суперпозиция деп аталатын қасиет арқылы бірлесіп әрекет етеді деген идея жатыр ", - деді Куач..
Кванттық суперпозиция, кванттық механиканың іргелі принципі классикалық физикадағы толқындар сияқты кез келген екі кванттық күйді бірге қосуға («алғаштырылған») және нәтиже басқа жарамды кванттық күй болатынын айтады.
Бірақ Фалинкски кванттық батареялар ұялы телефонды қуаттандыруға "жылдар немесе онжылдықтар" алыс болуы мүмкін екенін ескертті.
«Айтуынша, кванттық есептеу кеңістігіне көптеген инвестициялар салынуда және егер дәл сол инвестициялар кванттық батареяларға итермелелсе, біз жылдамырақ қарқынмен нақты прогреске қол жеткізе аламыз», - деп қосты ол.
Батареялар сақтау және қайта пайдалану мүмкіндігінің теориялық шегіне жақындап қалдық.
Қуат беретін инновациялар
Батареяның жаңа технологиясының қажеттілігі өте жоғары. 2040 жылға қарай адамдар тұтынатын энергия 2015 жылғы деңгейден 28 пайызға артады деп күтілуде. Қуаттың басым бөлігі бұрынғысынша қазба отындарынан алынады және қоршаған ортаға тигізетін шығындары бар.
"Біз батареяларымыз сақтайтын және қайта пайдалана алатын теориялық шегіне жақындап қалдық", - деді Фалински. "Литий-ионды батареялар барған сайын жақсарып келеді, бірақ біз физика мен химия оларды бұдан да жақсарта алмайтын деңгейге жеттік."
Ли-ионды батареялар химиясынан көбірек пайда алу үшін перспективалы зерттеулер жүргізілуде, оның ішінде энергия тығыздығын, қуат тығыздығын, циклдің қызмет ету мерзімін немесе құнын төмендетуді уәде ететін жаңа материалдар дамудың әртүрлі кезеңдерінде, Крейг Лоуренс, таза технология саласының инвесторы, аккумуляторлық инженерия саласында білімі бар, Lifewire-ке электрондық поштаға берген сұхбатында айтты.
Қатты күйдегі батареялар, литий-металл батарея технологиясы, литий-ионға қарағанда әлдеқайда жоғары энергия тығыздығын ұсына алады, деді Лоуренс.
"Қалтамызда шексіз дерлік есептеу қуаты бар, бірақ ол батарея жұмыс істеп тұрғанша пайдалы", - деп қосты ол. "Сондықтан бізде зарядтағанда бір күннен артық жұмыс істейтін смартфон немесе 30-60 минуттан артық жұмыс істейтін дрон болмайды."
Электронды велосипедтер – батареяны күрделі жөндеуді қажет ететін тағы бір сала. 2021 жылы Нью-Йорк қаласының өзінде электрлік велосипедтер мен олардың батареяларына байланысты 80-нен астам өрт туралы хабарлады. ZapBatt литий титанатты электронды велосипед батареясын жасады, ол отқа төзімді және әдеттегі 6 сағаттың орнына 20 минут ішінде 0%-дан 100%-ға дейін толық зарядталады.
"Жеке тұтынушылар үшін аккумулятордың зарядталуын алты сағат күту және жыл сайын батареяларды ауыстыру ыңғайсыз және экологиялық таза емес", - деді ZapBatt компаниясының бас директоры Чарли Уэлч Lifewire-ге электронды поштамен берген сұхбатында. "Электрондық велосипедке деген қызығушылықтың осы үлкен өсімімен батарея технологиясы көбірек пайдалануды ынталандыру және қауіпсіздікті арттыру үшін дами беруі керек."
