Z tego artykułu dowiesz się:
- Jakiego przełomowego odkrycia w dziedzinie magazynowania energii dokonano w Australii?
- Czym jest bateria kwantowa i jak działa?
- Jakie są przewidywane potencjalne zastosowania tej innowacji w przyszłości?
Badacze z Antypodów opracowali prototyp urządzenia potrafiącego ładować się, przechowywać oraz rozładowywać energię przy wykorzystaniu fundamentalnych zasad mechaniki kwantowej. Co jednak w tym wszystkim najbardziej zaskakujące, wynalazek ten zaprzecza intuicji, do której przyzwyczaiły nas tradycyjne ogniwa. Okazuje się bowiem, że czas jego ładowania ulega radykalnemu skróceniu wraz ze wzrostem wielkości samego układu (baterii).
Co zamiast klasycznych reakcji chemicznych?
Niezwykłe osiągnięcie jest wynikiem intensywnych prac badawczych prowadzonych przez australijską agencję naukową CSIRO we współpracy z badaczami z RMIT University oraz University of Melbourne. Rezultaty ich prac ujrzały właśnie światło dzienne na łamach czasopisma „Light: Science & Applications”. Konstrukcja i zasada działania nowego urządzenia diametralnie różnią się od wszystkiego, z czym mamy do czynienia w powszechnie używanych technologiach zasilających. Tradycyjne akumulatory, które napędzają nasze smartfony czy elektryczne pojazdy, opierają swoje działanie bowiem na klasycznych reakcjach chemicznych. Cechą charakterystyczną i jednocześnie sporym ograniczeniem takich rozwiązań jest fakt, że wraz ze wzrostem ich fizycznych rozmiarów i łącznej pojemności, proces przywracania im pełni energii ulega znacznemu wydłużeniu. Australijska innowacja bazuje na zupełnie innej architekturze, wykorzystując zjawisko fizyczne określane w świecie nauki mianem „efektów zbiorowych”. Oznacza to, że w unikalnym środowisku kwantowym wszystkie jednostki odpowiadające za magazynowanie ładunku ładują się w dokładnie tym samym momencie.
W praktyce, jeśli zdołamy podwoić fizyczny rozmiar takiej baterii, czas niezbędny do jej pełnego naładowania skróci się – Daniel Tibben, doktorant na RMIT University oraz współautor badania, przyznaje, że to całkowita odwrotność mechanizmów rządzących dzisiejszymi, powszechnie stosowanymi w przemyśle ogniwami.
Czytaj więcej
Naukowcy opracowali ultracienki, elastyczny materiał, który potrafi wytwarzać energię z ciepła ludzkiego ciała. To rozwiązanie może zrewolucjonizow...
Od zasilania laserem do ładowania aut
Zbudowany przez naukowców prototyp w niczym nie przypomina baterii, jakie znamy z codziennego życia. Pod względem inżynieryjnym jest to mikroskopijnych rozmiarów, wielowarstwowa „mikrownęka organiczna”, swego rodzaju rezonator optyczny (o wymiarach ułamków grubości ludzkiego włosa). Urządzenie zaprojektowano tak, aby ładowało się całkowicie bezprzewodowo, a nośnikiem zasilającym układ jest w tym przypadku precyzyjna wiązka lasera. Doświadczenia wykazały, że skonstruowany układ potrafił utrzymać zgromadzoną energię przez czas o sześć rzędów wielkości dłuższy, niż trwał sam błyskawiczny proces ładowania.
Czytaj więcej
Naukowcy z Uniwersytetu w Bristolu i brytyjskiego Urzędu Energii Atomowej (UKAEA) opracowali pierwszą na świecie baterię diamentową, która wykorzys...
Projekt, koordynowany przez dr. Jamesa Quacha z CSIRO, pokazał, że w ten sposób da się przekształcić zmagazynowaną tak energię w energię elektryczną. Naukowcy studzą jednak przedwczesny entuzjazm dotyczący natychmiastowego zastosowania wynalazku. Zespołowi nie brakuje jednak pragmatycznych wizji. Najbardziej prawdopodobne, bliskie zastosowania technologii badacze widzą w dynamicznym sektorze komputerów kwantowych, gdzie nowe baterie miałyby pełnić bezcenną rolę jako wewnętrzne, wysoce wydajne źródła zasilania dla kubitów. Docelowo takie systemy mogłyby zasilać samochody elektryczne. Eksperci przewidują także możliwość przesyłania i ładowania bezprzewodowego na ogromne odległości.
