Keeawayt
- Kvanttiakut voivat jonain päivänä mullistaa alan tarjoamalla pienempiä kokoja ja nopeamman latauksen.
- Mutta eräs asiantuntija sanoo, että kvanttiparistot voivat olla "vuosien tai vuosikymmenien" päässä matkapuhelimesi virransyötöstä.
- Lupaavaa tutkimusta on käynnissä saadakseen enemmän irti Li-Ion-akkukemiasta.
Laitteesi voivat jonain päivänä saada merkittävän tehonlisäyksen kvanttimekaniikan ansiosta.
Tutkijat ovat ilmoittaneet läpimurtonsa kvanttiparistoissa, jotka voivat lopulta mullistaa laitteiden toiminnan. Kvanttiakut voivat olla pienempiä ja latautua nopeammin kuin nykyiset akut. Uusi tekniikka on vain yksi tapa, jolla akkuteollisuus on valmis harkitsemaan uudelleen.
"Puhtasta toiminnallisesta näkökulmasta katsottuna haluamme kevyempiä laitteita, joissa on enemmän tallennustilaa, ja uudella akkutekniikalla voisi olla meille molemmille varaa", Mark Falinski, ympäristön kestävän kehityksen tutkija, joka ei ollut mukana äskettäisessä tutkimuksessa, kertoi Lifewirelle. sähköpostihaastattelu.
Schrödingerin akku?
Australialaisen Adelaiden yliopiston tutkijat väittävät ottaneensa kriittisen askeleen kvanttiparistojen toteuttamisessa. He sanovat osoittaneensa superabsorption käsitteen, joka on ratkaiseva idea kvanttiparistojen perustana, äskettäin Science Advances -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan.
"Kvanttiakut, jotka käyttävät kvanttimekaanisia periaatteita kykyjensä parantamiseen, vaativat vähemmän latausaikaa, mitä suurempia niistä tulee", James Q. Quach, yksi tutkimuksen kirjoittajista, sanoi lehdistötiedotteessa. "On teoriassa mahdollista, että kvanttiakkujen latausteho kasvaa nopeammin kuin akun koko, mikä voisi mahdollistaa uusia tapoja nopeuttaa latausta."
Todistaakseen superabsorption käsitteen tiimi rakensi erikokoisia kiekkomaisia mikroonteloita, jotka sisälsivät orgaanisia molekyylejä. Jokainen mikroontelo ladattiin laserilla.
"Mikroontelon aktiivinen kerros sisältää orgaanisia puolijohdemateriaaleja, jotka varastoivat energiaa. Kvanttiparistojen superabsorboivan vaikutuksen taustalla on ajatus, että kaikki molekyylit toimivat kollektiivisesti kvanttisuperpositioksi tunnetun ominaisuuden kautta", Quach sanoi..
Kvanttisuperpositio, kvanttimekaniikan perusperiaate, sanoo, että aivan kuten klassisen fysiikan aallot, mitkä tahansa kaksi kvanttitilaa voidaan laskea yhteen ("superponoida"), ja tuloksena on toinen pätevä kvanttitila.
Mutta Falinkski varoitti, että kvanttiparistot saattavat olla "vuosien tai vuosikymmenien" päässä matkapuhelimesi tehosta.
"Kvanttilaskenta-avaruuteen on kuitenkin tehty paljon investointeja, ja jos samoja investointeja viedään eteenpäin kvanttiakkuihin, voimme edistyä todellista nopeammin", hän lisäsi..
Olemme lähestymässä teoreettista rajaa akkujemme varastoinnin ja uudelleenkäytön suhteen.
Tehokkaat innovaatiot
Tarve uudelle akkuteknologialle on suuri. Vuoteen 2040 mennessä ihmisten energiankulutuksen odotetaan kasvavan 28 prosenttia vuoden 2015 tasosta. Suurin osa sähköstä tulee edelleen fossiilisista polttoaineista ja niistä aiheutuu ympäristökustannuksia.
"Olemme lähestymässä teoreettista rajaa akkujemme varastoinnin ja uudelleenkäytön suhteen", Falinski sanoi. "Litium-Ion-akut paranevat ja paranevat, mutta olemme menossa pisteeseen, jossa fysiikka ja kemia eivät voi parantaa niitä paljon."
Lupaavaa tutkimusta on meneillään saadakseen enemmän irti Li-Ion-akkujen kemiasta, mukaan lukien uudet materiaalit, jotka lupaavat lisätä energiatiheyttä, tehotiheyttä, syklin käyttöikää tai alenevia kustannuksia, ovat kaikki eri kehitysvaiheissa, Craig Lawrence, cleantech-sijoittaja, jolla on tausta akkutekniikasta, kertoi Lifewirelle sähköpostihaastattelussa.
Solid-state-akut, litium-metalliakkutekniikka, voivat tarjota huomattavasti suuremman energiatiheyden kuin litium-ioni, Lawrence sanoi.
"Meillä on taskussamme lähes ääretön laskentateho, mutta se on hyödyllistä niin kauan kuin akku pystyy pitämään sen käynnissä", hän lisäsi. "Siksi meillä ei voi olla älypuhelinta, joka kestää yli päivää latauksella, tai dronea, joka kestää yli 30-60 minuuttia."
Sähköpyörät ovat toinen alue, joka kaipaa akkujen kunnostusta. Vuonna 2021 pelkästään New York City raportoi yli 80 tulipalosta, jotka liittyivät sähköpyöriin ja niiden akkuihin. ZapBatt on luonut litium-titanaattisen sähköpyöräakun, jonka se väittää olevan palonkestävä ja jonka se voidaan ladata täyteen 0 %:sta 100 %:iin 20 minuutissa tavallisen 6 tunnin sijaan.
"Yksittäisille kuluttajille kuuden tunnin odottaminen akun lataukseen ja akkujen vaihtaminen vuosittain on hankalaa eikä ympäristöystävällistä", Charlie Welch, ZapBattin toimitusjohtaja, kertoi Lifewirelle sähköpostihaastattelussa. "Kiinnostus sähköpyöräilyyn on kasvanut v altavasti, joten akkutekniikan on kehitettävä jatkuvasti lisäämään käyttöä ja parantamaan turvallisuutta."
