Przyszłość technologii akumulatorów nadchodzi. Są nią baterie kwantowe oraz innowacyjne metody ładowania. To wyższa wydajność i nowe sposoby zastosowania w zgodzie ze zrównoważoną energią.
Baterie kwantowe nazywane są tak z uwagi na swój sposób działania. Wykorzystują one zjawiska kwantowe do pozyskiwania energii oraz jej dystrybucji i magazynowania. Sprawia to, że przewyższają możliwości konwencjonalnych baterii chemicznych w niektórych zastosowaniach o niskim poborze mocy. Mogą być wykorzystywane w smartfonach i czujnikach, ale też w pojazdach elektrycznych.
Naukowcy po raz pierwszy wykorzystują proces kwantowy w celu poprawy wydajności baterii.
Bateria kwantowa zmienia podejście do energii
Teraz w celu ładowania baterii podłączamy ją do ładowarki i w zależności od jej mocy ładujemy krócej lub dłużej. Dzięki wykorzystaniu efektu kwantowego zwanego ICO można ładować baterie kwantowe na różne sposoby. Wiele ładowarek ułożonych w różnej kolejności może funkcjonować jednocześnie, co tworzy superpozycję kwantową. Naukowcy zastosowali to zjawisko do przechowywania energii. Użyli przy tym tzw. kwantowego przełącznika i różnych konfiguracji ładowarek. W ten sposób stworzyli system zdolny do ładowania z dwóch źródeł jednocześnie. Zwiększyło to pojemność energetyczną baterii. Nie oznacza to, że bateria przechowuje więcej energii niż do niej dostarczamy, ale że energia w baterii kwantowej ma wyższą efektywność.
Na razie baterie kwantowe to jedynie eksperymenty laboratoryjne. Badacze pracują nad różnymi ich aspektami, by w rezultacie stworzyć produkt funkcjonalny i praktyczny.
Naukowcy Yuanbo Chen i Yoshihiko Hasegawa z Wydziału Inżynierii Informacji i Komunikacji Uniwersytetu Tokijskiego mają świadomość, że w badaniu najlepszego sposobu ładowania baterii kwantowej główną rolę odgrywa czas. Baterie mogą być niezwykle wydajne, ale jest to zależne od metody ich ładowania.
– Obecne akumulatory do urządzeń o niskim poborze mocy, takich jak smartfony czy czujniki, do przechowywania ładunku zazwyczaj wykorzystują substancje chemiczne, takie jak lit, podczas gdy bateria kwantowa wykorzystuje mikroskopijne cząstki i układy atomów. Podczas gdy baterie chemiczne rządzą się klasycznymi prawami fizyki, mikroskopijne cząstki mają naturę kwantową. Mamy szansę zbadać sposoby ich wykorzystania, które wypaczają, a nawet łamią nasze intuicyjne wyobrażenia o tym, co dzieje się w małych skalach – wyjaśnia Yuanbo Chen z Wydziału Inżynierii Informacji i Komunikacji Uniwersytetu Tokijskiego.
Bateria kwantowa może być ładowana laserem
Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego współpracują z badaczami z Pekińskiego Centrum Badań Obliczeniowych. Wspólnie eksperymentują ze sposobami ładowania baterii kwantowej za pomocą urządzeń optycznych. Są to lasery, soczewki i lustra. Wymagała to nowego podejścia, gdyż przy efekcie kwantowym wydarzenia nie są ze sobą powiązane przyczynowo. Wcześniej ładowanie baterii – także kwantowych – obejmowało serię etapów ładowania jeden po drugim. Naukowcy z Tokio oraz badacz Gaoyanem Zhu i profesor Peng Xue z Pekinu opracowują nową metodą zmieniającą wszystko to, co wiemy o ładowaniu baterii.
Dotychczas naturalne było, że mocniejsza ładowarka to silniejsze naładowaniem akumulatora. Odkrycie ICO wywraca to do góry nogami. Dzięki niemu możliwe staje się ładowanie bardziej energetycznego akumulatora przy znacznie mniejszej mocy.
Niestety na razie wciąż są to laboratoryjne eksperymenty i nie wiadomo, kiedy gotowe baterie kwantowe będą mogły podbijać świat.
Źródło: rp.pl, android.com.pl
