Sleutel wegneemetes
- Kwantumbatterye kan eendag die bedryf rewolusie deur kleiner groottes en vinniger laai aan te bied.
- Maar een kenner sê dat kwantumbatterye dalk "jare of dekades" weg is om jou selfoon aan te dryf.
- Belowende navorsing is aan die gang om meer uit Li-Ion-batterychemie te kry.
Jou toestelle kan eendag 'n aansienlike kragverhoging kry danksy kwantummeganika.
Navorsers het 'n deurbraak in kwantumbatterye aangekondig wat uiteindelik 'n rewolusie kan verander hoe gadgets presteer. Kwantumbatterye kan kleiner wees en vinniger laai as huidige batterye. Die nuwe tegnologie is net een manier waarop die batterybedryf gereed is om te heroorweeg.
"Vanuit 'n suiwer funksionele perspektief wil ons ligter toestelle met meer berging hê, en nuwe batterytegnologie kan ons albei bekostig," het Mark Falinski, 'n omgewingsvolhoubaarheidswetenskaplike wat nie deel was van die onlangse studie nie, aan Lifewire gesê. e-pos onderhoud.
Schrödinger se battery?
Navorsers aan die Universiteit van Adelaide in Australië beweer hulle het 'n kritieke stap geneem om kwantumbatterye 'n werklikheid te maak. Hulle sê hulle het die konsep van superabsorpsie bewys, 'n deurslaggewende idee wat kwantumbatterye onderlê, volgens 'n onlangs gepubliseerde studie in die joernaal Science Advances.
"Kwantumbatterye, wat kwantummeganiese beginsels gebruik om hul vermoëns te verbeter, benodig minder laaityd hoe groter hulle word," James Q. Quach, een van die studie se skrywers, het in 'n nuusverklaring gesê. "Dit is teoreties moontlik dat die laaikrag van kwantumbatterye vinniger toeneem as die grootte van die battery, wat nuwe maniere kan toelaat om laai te versnel."
Om die konsep van superabsorpsie te bewys, het die span wafelagtige mikroholtes van verskillende groottes gebou wat organiese molekules bevat het. Elke mikroholte is met 'n laser gelaai.
"Die aktiewe laag van die mikroholte bevat organiese halfgeleiermateriale wat die energie stoor. Onderliggend aan die superabsorberende effek van die kwantumbatterye is die idee dat al die molekules gesamentlik optree deur 'n eienskap bekend as kwantumsuperposisie," het Quach gesê..
Kwantum-superposisie, 'n fundamentele beginsel van kwantummeganika, sê dat, net soos golwe in klassieke fisika, enige twee kwantumtoestande bymekaar getel kan word ("superposed"), en die resultaat sal nog 'n geldige kwantumtoestand wees.
Maar Falinkski het gewaarsku dat kwantumbatterye dalk "jare of dekades" weg van jou selfoon kan wees.
"Daar word gesê dat daar baie beleggings in die kwantumrekenaarruimte gemaak word, en as daardie selfde beleggings in kwantumbatterye voortgesit word, kan ons werklike vordering teen 'n vinniger pas maak," het hy bygevoeg.
Ons nader die teoretiese limiet van wat ons batterye kan stoor en hergebruik.
Powering Innovations
Die behoefte aan nuwe batterytegnologie is groot. Teen 2040 sal energie wat deur mense verbruik word, na verwagting met 28 persent toegeneem het vanaf 2015-vlakke. Die meerderheid krag sal steeds van fossielbrandstowwe kom met die gepaardgaande koste vir die omgewing.
"Ons nader die teoretiese limiet van wat ons batterye kan stoor en hergebruik," het Falinski gesê. "Litium-ioon-batterye word beter en beter, maar ons kom by 'n punt waar die fisika en chemie hulle nie veel meer kan verbeter nie."
Belowende navorsing is aan die gang om meer uit Li-Ion-batterychemie te kry, insluitend nuwe materiale wat die belofte van toenemende energiedigtheid, kragdigtheid, sikluslewe of dalende koste bied, is alles in verskillende stadiums van ontwikkeling, Craig Lawrence, 'n skoontegnologie-belegger wat 'n agtergrond in battery-ingenieurswese het, het in 'n e-posonderhoud aan Lifewire gesê.
Vastetoestandbatterye, 'n litium-metaal-batterytegnologie, kan aansienlik hoër energiedigtheid as litium-ioon bied, het Lawrence gesê.
"Ons het byna oneindige rekenaarkrag in ons sak, maar dit is so nuttig solank die battery dit kan laat loop," het hy bygevoeg. "Dit is hoekom ons nie 'n slimfoon kan hê wat langer as 'n dag op 'n lading hou of 'n hommeltuig wat langer as 30-60 minute kan hou nie."
E-fietse is nog 'n gebied wat 'n batteryopknapping benodig. In 2021 het New York City alleen meer as 80 brande aangemeld wat aan elektriese fietse en hul batterye gekoppel is. ZapBatt het 'n litium-titanaat e-fietsbattery geskep wat volgens hom brandbestand is en binne 20 minute van 0% tot 100% vol gelaai kan word in plaas van die gewone 6 uur.
"Vir individuele verbruikers is dit ongerieflik en nie ekovriendelik om ses uur vir 'n batterylading te wag en om batterye jaarliks te vervang nie," het Charlie Welch, die HUB van ZapBatt, in 'n e-posonderhoud aan Lifewire gesê. "Met hierdie groot toename in e-fiets-belangstelling, moet die batterytegnologie aanhou ontwikkel om meer gebruik aan te moedig en veiligheid te verbeter."
