מזונות חשובים
- סוללות קוונטיות יכולות יום אחד לחולל מהפכה בתעשייה על ידי הצעת גדלים קטנים יותר וטעינה מהירה יותר.
- אבל מומחה אחד אומר שסוללות קוונטיות עשויות להיות רחוקות "שנים או עשרות שנים" מלהפעיל את הטלפון הסלולרי שלך.
- מחקר מבטיח מתבצע כדי להפיק יותר מהכימיה של סוללות Li-Ion.
הגאדג'טים שלך יוכלו יום אחד לקבל תוספת כוח משמעותית הודות למכניקת הקוונטים.
חוקרים הכריזו על פריצת דרך בסוללות קוונטיות שעשויות בסופו של דבר לחולל מהפכה בביצועי הגאדג'טים.סוללות קוונטיות יכולות להיות קטנות יותר ולהטעין מהר יותר מהסוללות הנוכחיות. הטכנולוגיה החדשה היא רק דרך אחת שבה תעשיית הסוללות מוכנה לחשיבה מחדש.
"מנקודת מבט פונקציונלית גרידא, אנחנו רוצים גאדג'טים קלים יותר עם יותר אחסון, וטכנולוגיית סוללות חדשה יכולה להרשות לעצמנו את שנינו", אמר מארק פאלינסקי, מדען קיימות סביבתי שלא היה חלק מהמחקר האחרון, ל-Lifewire. ראיון באימייל.
הסוללה של שרדינגר?
חוקרים מאוניברסיטת אדלייד באוסטרליה טוענים שהם עשו צעד קריטי בהפיכת סוללות קוונטיות למציאות. הם אומרים שהם הוכיחו את הרעיון של סופר קליטה, רעיון מכריע העומד בבסיס סוללות קוונטיות, לפי מחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת Science Advances.
"סוללות קוונטיות, המשתמשות בעקרונות מכאניים קוונטיים כדי לשפר את היכולות שלהן, דורשות פחות זמן טעינה ככל שהן גדולות יותר", ג'יימס קיו. Quach, אחד ממחברי המחקר, אמר בהודעה לעיתונות. "ייתכן תיאורטית שכוח הטעינה של סוללות קוונטיות גדל מהר יותר מגודל הסוללה, מה שיכול לאפשר דרכים חדשות להאיץ את הטעינה."
כדי להוכיח את הרעיון של ספיגה-על, הצוות בנה חללים דמויי רקיק בגדלים שונים שהכילו מולקולות אורגניות. כל מיקרו-חלל נטען באמצעות לייזר.
"השכבה הפעילה של המיקרו-חלל מכילה חומרים מוליכים למחצה אורגניים האוגרים את האנרגיה. בבסיס האפקט הסופג של הסוללות הקוונטיות עומד הרעיון שכל המולקולות פועלות יחד באמצעות תכונה המכונה סופרפוזיציה קוונטית", אמר קואץ'..
סופרפוזיציה קוונטית, עיקרון בסיסי של מכניקת הקוונטים, אומר שבדומה לגלים בפיזיקה הקלאסית, ניתן להוסיף כל שני מצבים קוונטיים יחד ("לשכב"), והתוצאה תהיה עוד מצב קוונטי תקף.
אבל פלינקסקי הזהיר שסוללות קוונטיות עשויות להיות רחוקות "שנים או עשורים" מלהפעיל את הטלפון הסלולרי שלך.
"עם זאת, יש הרבה השקעות שמוצעות בתחום המחשוב הקוונטי, ואם אותן השקעות יידחקו קדימה בסוללות קוונטיות, נוכל להתקדם אמיתי בקצב מהיר יותר", הוסיף..
אנחנו מתקרבים לגבול התיאורטי של מה שהסוללות שלנו יכולות לאחסן ולעשות שימוש חוזר.
Powering Innovations
הצורך בטכנולוגיית סוללה חדשה הוא גדול. עד 2040, האנרגיה הנצרכת על ידי אנשים צפויה לעלות ב-28 אחוזים מרמות 2015. רוב הכוח עדיין יגיע מדלקים מאובנים עם העלויות הנלוות לסביבה.
"אנחנו מתקרבים לגבול התיאורטי של מה שהסוללות שלנו יכולות לאחסן ולעשות שימוש חוזר", אמר פאלינסקי. "סוללות ליתיום-יון משתפרות יותר ויותר, אבל אנחנו מגיעים לנקודה שבה הפיזיקה והכימיה לא יכולות לשפר אותן הרבה יותר."
מחקר מבטיח מתבצע כדי להפיק יותר מהכימיה של סוללות Li-Ion, כולל חומרים חדשים המציעים הבטחה להגדלת צפיפות האנרגיה, צפיפות ההספק, חיי המחזור או הקטנת העלות נמצאים כולם בשלבי פיתוח שונים, קרייג לורנס, משקיע בקליינטק שיש לו רקע בהנדסת סוללות, סיפר ל-Lifewire בראיון באימייל.
סוללות מצב מוצק, טכנולוגיית סוללת ליתיום-מתכת, עשויות להציע צפיפות אנרגיה גבוהה משמעותית מאשר ליתיום-יון, אמר לורנס.
"יש לנו כוח מחשוב כמעט אינסופי בכיס שלנו, אבל זה שימושי כל עוד הסוללה יכולה להמשיך לפעול", הוסיף. "זו הסיבה שלא יכול להיות לנו סמארטפון שמחזיק יותר מיממה בטעינה או מזל"ט שיכול להחזיק יותר מ-30-60 דקות."
אופניים חשמליים הם תחום נוסף שדורש שיפוץ סוללה. בשנת 2021, העיר ניו יורק לבדה דיווחה על יותר מ-80 שריפות הקשורות לאופניים חשמליים ולסוללות שלהם. ZapBatt יצרה סוללת אופניים חשמליים מסוג ליתיום טיטנאט שלטענתה עמידה בפני אש וניתנת לטעינה מלאה מ-0% ל-100% תוך 20 דקות במקום 6 השעות הרגילות.
"עבור צרכנים בודדים, המתנה של שש שעות לטעינת הסוללה והצורך להחליף סוללות מדי שנה היא לא נוחה ולא ידידותית לסביבה", אמר צ'רלי וולש, מנכ"ל ZapBatt, בראיון למייל ל-Lifewire. "עם העלייה העצומה הזו בעניין האופניים האלקטרוניים, טכנולוגיית הסוללות חייבת להמשיך ולהתפתח כדי לעודד שימוש נוסף ולשפר את הבטיחות."
