Ključni podaci za van
- Kvantne baterije bi jednog dana mogle napraviti revoluciju u industriji nudeći manje veličine i brže punjenje.
- Ali jedan stručnjak kaže da bi kvantne baterije mogle biti "godinama ili desetljećima" daleko od napajanja vašeg mobitela.
- U tijeku su obećavajuća istraživanja kako bi se bolje iskoristila kemija Li-Ion baterija.
Vaši bi gadgeti jednog dana mogli dobiti značajno povećanje snage zahvaljujući kvantnoj mehanici.
Istraživači su najavili otkriće u kvantnim baterijama koje bi na kraju mogle revolucionirati rad gadgeta. Quantum baterije bi mogle biti manje i puniti se brže od trenutnih baterija. Nova tehnologija samo je jedan način na koji je industrija baterija spremna za preispitivanje.
"Iz čisto funkcionalne perspektive, želimo lakše gadgete s više prostora za pohranu, a nova baterijska tehnologija mogla bi nam priuštiti oboje", rekao je za Lifewire Mark Falinski, znanstvenik ekološke održivosti koji nije bio dio nedavne studije. intervju putem e-pošte.
Schrödingerova baterija?
Istraživači sa Sveučilišta Adelaide u Australiji tvrde da su poduzeli kritičan korak u pretvaranju kvantnih baterija u stvarnost. Kažu da su dokazali koncept super apsorpcije, ključnu ideju koja podupire kvantne baterije, prema nedavno objavljenoj studiji u časopisu Science Advances.
"Kvantne baterije, koje koriste principe kvantne mehanike za poboljšanje svojih mogućnosti, zahtijevaju manje vremena punjenja što su veće," James Q. Quach, jedan od autora studije, rekao je u priopćenju za javnost. "Teoretski je moguće da se snaga punjenja kvantnih baterija povećava brže od veličine baterije, što bi moglo omogućiti nove načine za ubrzavanje punjenja."
Kako bi dokazali koncept super apsorpcije, tim je izgradio mikrošupljine nalik na pločice različitih veličina koje su sadržavale organske molekule. Svaka mikrošupljina napunjena je laserom.
"Aktivni sloj mikrošupljine sadrži organske poluvodičke materijale koji pohranjuju energiju. U pozadini superapsorpcijskog učinka kvantnih baterija je ideja da sve molekule djeluju kolektivno kroz svojstvo poznato kao kvantna superpozicija," rekao je Quach.
Kvantna superpozicija, temeljni princip kvantne mehanike, kaže da se poput valova u klasičnoj fizici, bilo koja dva kvantna stanja mogu zbrojiti ("superponirati"), a rezultat će biti još jedno važeće kvantno stanje.
Ali Falinkski je upozorio da bi kvantne baterije mogle biti "godinama ili desetljećima" udaljene od napajanja vašeg mobitela.
"S obzirom na to, postoji mnogo ulaganja u prostor kvantnog računalstva, a ako se ta ista ulaganja poguraju naprijed u kvantne baterije, mogli bismo ostvariti stvarni napredak bržim tempom," dodao je.
Približavamo se teoretskoj granici onoga što naše baterije mogu pohraniti i ponovno upotrijebiti.
Poticanje inovacija
Potreba za novom tehnologijom baterija je velika. Očekuje se da će se do 2040. godine energija koju ljudi troše povećati za 28 posto u odnosu na razine iz 2015. godine. Većina energije i dalje će dolaziti iz fosilnih goriva s pripadajućim troškovima za okoliš.
"Približavamo se teoretskoj granici onoga što naše baterije mogu pohraniti i ponovno upotrijebiti", rekao je Falinski. "Litij-ionske baterije postaju sve bolje i bolje, ali dolazimo do točke u kojoj ih fizika i kemija ne mogu još više poboljšati."
U tijeku su obećavajuća istraživanja kako bi se izvuklo više iz kemije Li-Ion baterija, uključujući nove materijale koji obećavaju povećanje gustoće energije, gustoće snage, vijek trajanja ili smanjenje troškova, a svi su u različitim fazama razvoja, Craig Lawrence, investitor čiste tehnologije koji ima iskustvo u inženjerstvu baterija, rekao je za Lifewire u intervjuu e-poštom.
Solid-state baterije, tehnologija litij-metalnih baterija, mogle bi ponuditi znatno veću gustoću energije od litij-ionskih, rekao je Lawrence.
"Imamo gotovo beskonačnu računalnu snagu u džepu, ali je korisna sve dok baterija može raditi", dodao je. "Zato ne možemo imati pametni telefon koji traje više od jednog dana s punjenjem ili dron koji može trajati više od 30-60 minuta."
E-bicikli još su jedno područje kojem je potrebna revizija baterija. U 2021. samo je New York City izvijestio o više od 80 požara povezanih s električnim biciklima i njihovim baterijama. ZapBatt je stvorio litij-titanat bateriju za e-bicikl za koju tvrdi da je otporna na vatru i da se može potpuno napuniti od 0% do 100% za 20 minuta umjesto uobičajenih 6 sati.
"Za pojedinačne potrošače čekanje šest sati na punjenje baterije i potreba za godišnjom zamjenom baterija je nezgodno i nije ekološki prihvatljivo", rekao je Charlie Welch, izvršni direktor ZapBatta, za Lifewire u intervjuu e-poštom. "S ovim ogromnim porastom interesa za e-bicikle, tehnologija baterija mora se nastaviti razvijati kako bi potaknula veću upotrebu i povećala sigurnost."
