Үндсэн санаанууд
- Квантын батерейнууд хэзээ нэгэн цагт жижиг хэмжээтэй, илүү хурдан цэнэглэх боломжийг санал болгосноор салбарт хувьсгал хийж чадна.
- Гэхдээ нэг шинжээч квант батерейг гар утсаа цэнэглэхэд "жил эсвэл хэдэн арван жил" хэрэгтэй гэж хэлсэн.
- Ли-ион батерейны химийн талаар илүү ихийг олж авах ирээдүйтэй судалгаа хийгдэж байна.
Таны гаджетууд хэзээ нэгэн цагт квант механикийн ачаар мэдэгдэхүйц хүч чадлыг нэмэгдүүлэх боломжтой.
Судлаачид гаджетуудын гүйцэтгэлд хувьсгал хийж чадах квант батерейны нээлтийг зарлалаа. Квантын батерейнууд нь одоогийн батерейгаас бага хэмжээтэй бөгөөд хурдан цэнэглэгддэг. Шинэ технологи нь батерейны салбарыг дахин бодоход бэлэн байгаа нэг арга зам юм.
"Цэвэр үйл ажиллагааны үүднээс авч үзвэл, бид илүү их багтаамжтай хөнгөн гаджетуудыг хүсч байгаа бөгөөд шинэ батерейны технологи нь хоёуланг нь хангаж чадна" гэж саяхны судалгаанд хамрагдаагүй байгаль орчны тогтвортой байдлын эрдэмтэн Марк Фалински Lifewire-д ярьжээ. имэйл ярилцлага.
Шредингерийн батерей?
Австралийн Аделаидын их сургуулийн судлаачид квант батерейг бодит болгоход чухал алхам хийсэн гэж мэдэгдэв. Шинжлэх ухааны дэвшилтэт сэтгүүлд саяхан хэвлэгдсэн судалгааны дагуу квант батерейг үндэслэсэн чухал санаа болох супер шингээлтийн тухай ойлголтыг нотолсон гэж тэд хэлэв.
"Чадлыг сайжруулахын тулд квант механик зарчмуудыг ашигладаг квант батерейнууд томрох тусам цэнэглэхэд бага хугацаа шаардагддаг" гэж Жеймс К. Судалгааны зохиогчдын нэг Куач нэгэн мэдээнд дурджээ. "Онолын хувьд квант батерейг цэнэглэх хүч нь батерейны хэмжээнээс хурдан өсөх боломжтой бөгөөд энэ нь цэнэглэх хурдыг нэмэгдүүлэх шинэ арга замыг бий болгож магадгүй юм."
Супер шингээлтийн тухай ойлголтыг батлахын тулд баг нь органик молекулуудыг агуулсан янз бүрийн хэмжээтэй вафель хэлбэртэй бичил хөндийг бүтээжээ. Бичил хөндий бүрийг лазераар цэнэглэсэн.
"Бичил хөндийн идэвхтэй давхарга нь энергийг хуримтлуулдаг органик хагас дамжуулагч материалыг агуулдаг. Квантын батерейны супер шингээгч нөлөөний үндэс нь бүх молекулууд квантын суперпозиция гэж нэрлэгддэг шинж чанараар хамтдаа үйлчилдэг гэсэн санаа юм" гэж Куач хэлэв..
Квант механикийн үндсэн зарчим болох квант суперпозиция нь сонгодог физикийн долгионтой адил дурын хоёр квантын төлөвийг нэгтгэж ("суперпосон") боломжтой бөгөөд үр дүн нь өөр хүчинтэй квант төлөв болно гэж хэлдэг.
Гэхдээ Фалинкски квант батерейнууд таны гар утсыг цэнэглэхэд "жил эсвэл хэдэн арван жилийн" зайтай байж магадгүй гэж анхааруулсан.
"Үүнийг хэлэхэд, квант тооцоолох орон зайд маш их хөрөнгө оруулалт хийгдэж байгаа бөгөөд хэрэв эдгээр хөрөнгө оруулалтыг квант батерейнд түлхэж өгвөл бид илүү хурдацтай бодит ахиц дэвшил гаргах боломжтой" гэж тэр нэмж хэлэв..
Манай батерейг хадгалах, дахин ашиглах онолын хязгаарт бид ойртож байна.
Инновацийг хүчирхэгжүүлэх
Батерейны шинэ технологийн хэрэгцээ маш их байна. 2040 он гэхэд хүмүүсийн хэрэглэж буй эрчим хүч 2015 оны түвшнээс 28 хувиар нэмэгдэх төлөвтэй байна. Эрчим хүчний дийлэнх хувийг чулуужсан түлшнээс гаргаж, байгаль орчинд үзүүлэх зардалтай хэвээр байх болно.
"Бидний батерейг хадгалах, дахин ашиглах онолын хязгаарт ойртож байна" гэж Фалински хэлэв. "Литиум-ион батерейнууд улам бүр сайжирч байгаа ч физик, хими үүнийг илүү сайжруулж чадахгүй хэмжээнд хүрч байна."
Эрчим хүчний нягтрал, эрчим хүчний нягтрал, ашиглалтын хугацаа, өртгийг бууруулах амлалтыг санал болгож буй шинэ материал зэрэг Li-Ion батерейны химийн талаар илүү ихийг олж авах ирээдүйтэй судалгаа хийгдэж байна, Крейг Батерейны инженерийн чиглэлээр мэргэшсэн, цэвэр технологийн хөрөнгө оруулагч Лоуренс Lifewire-д цахим шуудангаар ярилцлага өгөхдөө хэлэв.
Лити-металл батерейны технологи болох хатуу төлөвт батерей нь Лити-Ионоос хамаагүй өндөр эрчим хүчний нягтралыг санал болгож чадна гэж Лоуренс хэлэв.
"Бидний халаасанд бараг хязгааргүй тооцоолох хүчин чадал бий, гэхдээ батерей нь үүнийг ажиллуулж чадвал энэ нь ашигтай" гэж тэр нэмж хэлэв. "Тиймээс л бид цэнэглэхэд нэг хоногоос илүү ажиллах ухаалаг утас эсвэл 30-60 минутаас илүү ажиллах дронтой болж чадахгүй байна."
Цахим дугуй бол зайгаа шинэчлэх шаардлагатай өөр нэг салбар юм. 2021 онд Нью-Йорк хотод л гэхэд цахилгаан дугуй болон түүний батарейтай холбоотой 80 гаруй гал гарсан байна. ZapBatt нь галд тэсвэртэй, ердийн 6 цагийн оронд 20 минутын дотор 0%-100% хүртэл бүрэн цэнэглэгддэг лити титанат электрон дугуйн батерейг бүтээжээ.
"Хувийн хэрэглэгчдийн хувьд зайгаа цэнэглэхийн тулд зургаан цаг хүлээх, жил бүр батерейгаа солих нь эвгүй бөгөөд байгальд ээлтэй биш" гэж ZapBatt-ийн гүйцэтгэх захирал Чарли Уэлч Lifewire-д өгсөн цахим ярилцлагадаа хэлэв. "Цахим унадаг дугуйны сонирхол энэ асар их өсөлттэй байгаа тул батерейны технологи нь илүү их хэрэглээг дэмжиж, аюулгүй байдлыг сайжруулахын тулд үргэлжлэн хөгжиж байх ёстой."
