Recomandări cheie
- Bateriile cuantice ar putea într-o zi să revoluționeze industria, oferind dimensiuni mai mici și încărcare mai rapidă.
- Dar un expert spune că bateriile cuantice ar putea fi la „ani sau decenii” distanță de a-ți alimenta telefonul mobil.
- Cercetări promițătoare sunt în curs de desfășurare pentru a obține mai multe rezultate din chimia bateriilor Li-Ion.
Gadgeturile dvs. ar putea obține într-o zi o creștere semnificativă a puterii datorită mecanicii cuantice.
Cercetătorii au anunțat o descoperire în domeniul bateriilor cuantice care ar putea revoluționa în cele din urmă modul în care performanța gadgeturilor. Bateriile Quantum ar putea fi mai mici și se încarcă mai repede decât bateriile actuale. Noua tehnologie este doar o modalitate prin care industria bateriilor este pregătită pentru o regândire.
„Din perspectivă pur funcțională, vrem gadget-uri mai ușoare, cu mai mult spațiu de stocare, iar noua tehnologie a bateriei ne-ar putea permite pe amândoi”, a declarat Mark Falinski, om de știință în domeniul durabilității mediului care nu a făcut parte din studiul recent, a declarat pentru Lifewire într-un interviu prin e-mail.
Bateria lui Schrödinger?
Cercetătorii de la Universitatea din Adelaide din Australia susțin că au făcut un pas critic în transformarea bateriilor cuantice în realitate. Ei spun că au demonstrat conceptul de superabsorbție, o idee crucială care stă la baza bateriilor cuantice, potrivit unui studiu publicat recent în revista Science Advances.
„Bateriile cuantice, care folosesc principiile mecanicii cuantice pentru a-și îmbunătăți capacitățile, necesită mai puțin timp de încărcare cu cât devin mai mari”, James Q. Quach, unul dintre autorii studiului, a declarat într-un comunicat de presă. „Teoretic este posibil ca puterea de încărcare a bateriilor cuantice să crească mai repede decât dimensiunea bateriei, ceea ce ar putea permite noi modalități de a accelera încărcarea.”
Pentru a dovedi conceptul de superabsorbție, echipa a construit microcavități asemănătoare unei plachete de diferite dimensiuni, care conțineau molecule organice. Fiecare microcavitate a fost încărcată folosind un laser.
„Stratul activ al microcavității conține materiale semiconductoare organice care stochează energia. La baza efectului super absorbant al bateriilor cuantice se află ideea că toate moleculele acționează colectiv printr-o proprietate cunoscută sub numele de suprapunere cuantică”, a spus Quach..
Superpunerea cuantică, un principiu fundamental al mecanicii cuantice, spune că, la fel ca undele din fizica clasică, oricare două stări cuantice pot fi adăugate împreună ("suprapuse"), iar rezultatul va fi o altă stare cuantică validă.
Dar Falinkski a avertizat că bateriile cuantice ar putea fi la „ani sau decenii” distanță de a-ți alimenta telefonul mobil.
„Aceasta fiind spuse, se propun o mulțime de investiții în spațiul de calcul cuantic și, dacă aceleași investiții sunt promovate în bateriile cuantice, am putea face progrese reale într-un ritm mai rapid”, a adăugat el..
Ne apropiem de limita teoretică a ceea ce bateriile noastre pot stoca și reutiliza.
Inovații puternice
Nevoia de o nouă tehnologie a bateriei este mare. Până în 2040, se estimează că energia consumată de oameni va fi crescut cu 28% față de nivelul din 2015. Cea mai mare parte a energiei va proveni în continuare din combustibili fosili, cu costurile asociate pentru mediu.
„Ne apropiem de limita teoretică a ceea ce bateriile noastre pot stoca și reutiliza”, a spus Falinski. „Bateriile litiu-ion devin din ce în ce mai bune, dar ajungem într-un punct în care fizica și chimia nu le pot îmbunătăți mult mai mult.”
Cercetări promițătoare sunt în curs de desfășurare pentru a obține mai mult din chimia bateriilor Li-Ion, inclusiv materiale noi care oferă promisiunea creșterii densității energetice, a densității de putere, a ciclului de viață sau a costurilor în scădere, toate se află în diferite stadii de dezvoltare, Craig Lawrence, un investitor în tehnologie curată care are experiență în ingineria bateriilor, a declarat pentru Lifewire într-un interviu prin e-mail.
Bateriile cu stare solidă, o tehnologie de baterie litiu-metal, ar putea oferi o densitate de energie substanțial mai mare decât litiu-ion, a spus Lawrence.
„Avem o putere de calcul aproape infinită în buzunar, dar este la fel de utilă atâta timp cât bateria o poate menține în funcțiune”, a adăugat el. „De aceea nu putem avea un smartphone care durează mai mult de o zi la încărcare sau o dronă care poate dura mai mult de 30-60 de minute.”
Bicicletele electrice sunt un alt domeniu care necesită o revizie a bateriei. În 2021, doar orașul New York a raportat peste 80 de incendii legate de biciclete electrice și bateriile acestora. ZapBatt a creat o baterie de bicicletă electrică cu titanat de litiu despre care susține că este rezistentă la foc și poate fi încărcată complet de la 0% la 100% în 20 de minute în loc de cele 6 ore obișnuite.
„Pentru consumatorii individuali, așteptarea șase ore pentru încărcarea bateriei și nevoia de a înlocui bateriile anual este incomod și nu este ecologic”, a declarat Charlie Welch, CEO al ZapBatt, într-un interviu prin e-mail pentru Lifewire. „Cu această creștere vastă a interesului pentru bicicletele electrice, tehnologia bateriei trebuie să continue să evolueze pentru a încuraja o utilizare mai mare și pentru a spori siguranța.”
