მთავარი წაღებები
- კვანტურ ბატარეებს ერთ მშვენიერ დღეს შეუძლია რევოლუცია მოახდინოს ინდუსტრიაში მცირე ზომისა და უფრო სწრაფი დატენვის შეთავაზებით.
- მაგრამ ერთი ექსპერტი ამბობს, რომ კვანტური ბატარეები შესაძლოა "წლებით ან ათწლეულებით" იყოს დაშორებული თქვენი მობილური ტელეფონის კვებისგან.
- მიმდინარეობს პერსპექტიული კვლევა, რათა მეტი მივიღოთ Li-Ion ბატარეის ქიმიიდან.
თქვენი გაჯეტები ერთ მშვენიერ დღეს მიიღებს ენერგიის მნიშვნელოვან მატებას კვანტური მექანიკის წყალობით.
მკვლევარებმა გამოაცხადეს გარღვევა კვანტურ ბატარეებში, რამაც შეიძლება საბოლოოდ მოახდინოს რევოლუცია გაჯეტების მუშაობის კუთხით.კვანტური ბატარეები შეიძლება იყოს უფრო პატარა და უფრო სწრაფად დამუხტვა, ვიდრე მიმდინარე ბატარეები. ახალი ტექნოლოგია მხოლოდ ერთი გზაა ბატარეის ინდუსტრიის გადახედვისთვის.
"წმინდა ფუნქციონალური პერსპექტივიდან, ჩვენ გვსურს მსუბუქი გაჯეტები მეტი საცავით და ახალი ბატარეის ტექნოლოგია ორივეს შეგვეძლება", - განუცხადა Lifewire-ს მარკ ფალინსკიმ, გარემოს მდგრადობის მდგრადობის მეცნიერმა, რომელიც არ იყო ბოლო კვლევის ნაწილი. ელ. ინტერვიუ.
შროდინგერის ბატარეა?
ავსტრალიის ადელაიდის უნივერსიტეტის მკვლევარები ამტკიცებენ, რომ მათ გადადგნენ კრიტიკული ნაბიჯი კვანტური ბატარეების რეალობად ქცევაში. ისინი ამბობენ, რომ მათ დაადასტურეს სუპერ შთანთქმის კონცეფცია, გადამწყვეტი იდეა, რომელიც ემყარება კვანტურ ბატარეებს, ნათქვამია ახლახან გამოქვეყნებულ კვლევაში ჟურნალ Science Advances-ში.
"კვანტურ ბატარეებს, რომლებიც იყენებენ კვანტურ მექანიკურ პრინციპებს თავიანთი შესაძლებლობების გასაუმჯობესებლად, რაც უფრო დიდი გახდებიან, ნაკლები დამუხტვის დრო სჭირდებათ", - ჯეიმს ქ.კვაჩმა, კვლევის ერთ-ერთმა ავტორმა განაცხადა საინფორმაციო გამოშვებაში. "თეორიულად შესაძლებელია, რომ კვანტური ბატარეების დატენვის სიმძლავრე უფრო სწრაფად გაიზარდოს, ვიდრე ბატარეის ზომა, რაც საშუალებას მისცემს დატენვის დაჩქარების ახალ გზებს."
სუპერ შთანთქმის კონცეფციის დასამტკიცებლად, ჯგუფმა ააშენა ვაფლის მსგავსი სხვადასხვა ზომის მიკროქვები, რომლებიც შეიცავდა ორგანულ მოლეკულებს. თითოეული მიკროღრუბლა დამუხტული იყო ლაზერის გამოყენებით.
"მიკრო ღრუს აქტიური ფენა შეიცავს ორგანულ ნახევარგამტარ მასალებს, რომლებიც ინახავს ენერგიას. კვანტური ბატარეების სუპერ შთამნთქმელი ეფექტის საფუძველში მდგომარეობს იდეა, რომ ყველა მოლეკულა ერთობლივად მოქმედებს კვანტური სუპერპოზიციის სახელით ცნობილი თვისებით", - თქვა კუახმა..
კვანტური სუპერპოზიცია, კვანტური მექანიკის ფუნდამენტური პრინციპი, ამბობს, რომ ისევე როგორც ტალღები კლასიკურ ფიზიკაში, ნებისმიერი ორი კვანტური მდგომარეობა შეიძლება დაემატოს ერთად („ზედმეტად“) და შედეგი იქნება კიდევ ერთი მოქმედი კვანტური მდგომარეობა.
მაგრამ ფალინსკიმ გააფრთხილა, რომ კვანტურ ბატარეებს შესაძლოა „წლები ან ათწლეულები“აშორებდეს თქვენი მობილური ტელეფონის ენერგიას.
"როგორც ითქვა, კვანტურ გამოთვლით სივრცეში ბევრი ინვესტიციაა განხორციელებული და თუ იგივე ინვესტიციები წინ წაიწევს კვანტურ ბატარეებში, ჩვენ შეგვიძლია რეალური პროგრესი უფრო სწრაფი ტემპით მივაღწიოთ," დასძინა მან..
ჩვენ ვუახლოვდებით თეორიულ ზღვარს, რისი შენახვა და ხელახლა გამოყენება შეუძლია ჩვენს ბატარეებს.
გაძლიერებული ინოვაციები
ბატარეის ახალი ტექნოლოგიის საჭიროება დიდია. 2040 წლისთვის ხალხის მიერ მოხმარებული ენერგია 2015 წლის მაჩვენებელთან შედარებით 28 პროცენტით გაიზრდება. ელექტროენერგიის უმეტესი ნაწილი კვლავ მომდინარეობს წიაღისეული საწვავიდან გარემოსთან დაკავშირებული ხარჯებით.
"ჩვენ ვუახლოვდებით თეორიულ ზღვარს იმის შესახებ, თუ რა შეუძლიათ ჩვენს ბატარეებს შეინახონ და ხელახლა გამოიყენონ", - თქვა ფალინსკიმ. „ლითიუმ-იონური ბატარეები სულ უფრო და უფრო უმჯობესდება, მაგრამ ჩვენ მივდივართ ისეთ წერტილამდე, როდესაც ფიზიკა და ქიმია მათ ბევრად მეტს ვერ გააუმჯობესებენ.“
მიმდინარეობს პერსპექტიული კვლევა ლითიუმ-იონური ბატარეის ქიმიისგან მეტის მისაღებად, მათ შორის ახალი მასალები, რომლებიც გვთავაზობენ ენერგიის სიმკვრივის, სიმძლავრის სიმკვრივის, ციკლის სიცოცხლის ან ღირებულების შემცირების დაპირებას, ეს ყველაფერი განვითარების სხვადასხვა ეტაპზეა, კრეიგ ლოურენსმა, სუფთა ტექნოლოგიების ინვესტორმა, რომელსაც აქვს ბატარეის ინჟინერიის გამოცდილება, განუცხადა Lifewire-ს ელექტრონული ფოსტის ინტერვიუში.
მყარი მდგომარეობის ბატარეები, ლითიუმ-ლითონის ბატარეის ტექნოლოგია, შეიძლება შესთავაზოს არსებითად უფრო მაღალი ენერგიის სიმკვრივე, ვიდრე ლითიუმ-იონი, თქვა ლოურენსმა.
"ჩვენ ჯიბეში გვაქვს თითქმის უსაზღვრო გამოთვლითი სიმძლავრე, მაგრამ ის ისეთივე სასარგებლოა, სანამ ბატარეას შეუძლია მისი მუშაობა", - დასძინა მან. „ამიტომ ჩვენ არ შეგვიძლია გვქონდეს სმარტფონი, რომელიც დღეზე მეტხანს ძლებს დამუხტვის დროს ან დრონი, რომელიც 30-60 წუთზე მეტს გაძლებს.“
ელექტრონული ველოსიპედი არის კიდევ ერთი სფერო, რომელიც საჭიროებს ბატარეის კაპიტალურ რემონტს. 2021 წელს ნიუ-იორკში მხოლოდ 80-ზე მეტი ხანძარი იყო დაკავშირებული ელექტრო ველოსიპედებთან და მათ ბატარეებთან. ZapBatt-მა შექმნა ელექტრონული ველოსიპედის ლითიუმ-ტიტანატის ბატარეა, რომელიც, მისი თქმით, ხანძარსაწინააღმდეგოა და მისი სრულად დამუხტვა შესაძლებელია 0%-დან 100%-მდე 20 წუთში, ჩვეულებრივი 6 საათის ნაცვლად.
ინდივიდუალური მომხმარებლებისთვის, ბატარეის დატენვისთვის ექვსი საათის ლოდინი და ბატარეების ყოველწლიურად გამოცვლა მოუხერხებელია და არ არის ეკოლოგიურად კეთილგანწყობილი, - განუცხადა ჩარლი უელჩმა, ZapBatt-ის აღმასრულებელმა დირექტორმა Lifewire-ს ელექტრონული ფოსტის ინტერვიუში. „ელექტრონული ველოსიპედის ინტერესის ამ დიდი ზრდის გამო, ბატარეის ტექნოლოგია უნდა განაგრძოს განვითარება, რათა წაახალისოს მეტი გამოყენება და გაზარდოს უსაფრთხოება“.
