Önemli Bilgiler
- Kuantum piller bir gün daha küçük boyutlar ve daha hızlı şarj sunarak sektörde devrim yaratabilir.
- Ancak bir uzman, kuantum pillerin cep telefonunuzu çalıştırmadan "yıllar veya on yıllar" uzakta olabileceğini söylüyor.
- Li-Ion pil kimyasından daha fazlasını elde etmek için umut verici araştırmalar sürüyor.
Cihazlarınız, kuantum mekaniği sayesinde bir gün önemli bir güç artışı elde edebilir.
Araştırmacılar, sonunda gadget'ların performansında devrim yaratabilecek kuantum pillerde bir atılım duyurdular. Kuantum piller daha küçük olabilir ve mevcut pillerden daha hızlı şarj olabilir. Yeni teknoloji, pil endüstrisinin yeniden düşünmeye hazırlanma yollarından sadece biri.
"Tamamen işlevsel bir bakış açısıyla, daha fazla depolama alanına sahip daha hafif cihazlar istiyoruz ve yeni pil teknolojisi ikimize de yetebilir," dedi. e-posta röportajı.
Schrödinger'in Pili?
Avustralya'daki Adelaide Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, kuantum pilleri gerçeğe dönüştürmek için kritik bir adım attıklarını iddia ediyor. Science Advances dergisinde yakın zamanda yayınlanan bir araştırmaya göre, kuantum pilleri destekleyen önemli bir fikir olan süper emilim kavramını kanıtladıklarını söylüyorlar.
"Yeteneklerini geliştirmek için kuantum mekanik ilkeleri kullanan kuantum piller, büyüdükçe daha az şarj süresi gerektirir," James Q. Çalışmanın yazarlarından biri olan Quach, bir haber bülteninde söyledi. "Kuantum pillerin şarj gücünün pilin boyutundan daha hızlı artması teorik olarak mümkündür, bu da şarjı hızlandırmanın yeni yollarını sağlayabilir."
Süper absorpsiyon kavramını kanıtlamak için ekip, organik moleküller içeren farklı boyutlarda gofret benzeri mikro boşluklar inşa etti. Her mikro boşluk bir lazer kullanılarak şarj edildi.
Quach, "Mikro boşluğun aktif katmanı, enerjiyi depolayan organik yarı iletken malzemeler içerir. Kuantum pillerin süper emici etkisinin altında yatan fikir, tüm moleküllerin kuantum süperpozisyonu olarak bilinen bir özellik aracılığıyla topluca hareket ettiği fikridir," dedi Quach..
Kuantum mekaniğinin temel bir ilkesi olan kuantum süperpozisyonu, klasik fizikteki dalgalara çok benzer şekilde, herhangi iki kuantum durumunun birbirine eklenebileceğini ("üst üste bindirilmiş") ve sonucun geçerli başka bir kuantum durumu olacağını söylüyor.
Ancak Falinkski, kuantum pillerin cep telefonunuzu çalıştırmaya "yıllar veya on yıllar" uzakta olabileceği konusunda uyardı.
"Bununla birlikte, kuantum hesaplama alanında öne sürülen çok sayıda yatırım var ve eğer aynı yatırımlar kuantum pillerde ileriye doğru itilirse, daha hızlı bir tempoda gerçek ilerleme kaydedebiliriz" diye ekledi..
Pillerimizin depolayabileceği ve yeniden kullanabileceği teorik sınıra yaklaşıyoruz.
Yenilikleri Güçlendirme
Yeni pil teknolojisine duyulan ihtiyaç büyük. 2040 yılına kadar, insanlar tarafından tüketilen enerjinin 2015 seviyelerine göre yüzde 28 oranında artması bekleniyor. Enerjinin büyük bir kısmı yine de fosil yakıtlardan sağlanacak ve bunun da çevreye maliyeti var.
"Pillerimizin depolayabileceği ve yeniden kullanabileceği teorik sınıra yaklaşıyoruz" dedi Falinski. "Lityum-İyon piller gittikçe daha iyi hale geliyor, ancak fizik ve kimyanın onları daha fazla geliştiremeyeceği bir noktaya geliyoruz."
Artan enerji yoğunluğu, güç yoğunluğu, çevrim ömrü veya azalan maliyet vaadi sunan yeni malzemeler de dahil olmak üzere Li-Ion pil kimyasından daha fazlasını elde etmek için umut verici araştırmalar sürüyor, Craig Pil mühendisliğinde geçmişi olan bir temiz teknoloji yatırımcısı Lawrence, bir e-posta röportajında Lifewire'a şunları söyledi.
Bir lityum metal pil teknolojisi olan katı hal piller, Lityum-İyon'dan önemli ölçüde daha yüksek enerji yoğunluğu sunabilir, dedi Lawrence.
"Cebimizde neredeyse sonsuz bilgi işlem gücü var, ancak pil onu çalışır durumda tutabildiği sürece kullanışlıdır" diye ekledi. "Bu yüzden şarjla bir günden fazla dayanabilen bir akıllı telefona veya 30-60 dakikadan fazla dayanabilen bir drone'a sahip olamayız."
E-bisikletler, pilin elden geçirilmesi gereken başka bir alandır. 2021'de tek başına New York City, elektrikli bisikletler ve pilleriyle bağlantılı 80'den fazla yangın bildirdi. ZapBatt, yangına dayanıklı olduğunu ve normal 6 saat yerine 20 dakikada %0'dan %100'e tamamen şarj edilebileceğini iddia ettiği bir lityum-titanat e-bisiklet pili yarattı.
ZapBatt CEO'su Charlie Welch Lifewire'a verdiği bir e-posta röportajında, "Bireysel tüketiciler için bir pil şarjı için altı saat beklemek ve pilleri yılda bir kez değiştirme ihtiyacı uygun değildir ve çevre dostu değildir," dedi. "E-bisiklet ilgisindeki bu büyük artışla birlikte, pil teknolojisi daha fazla kullanımı teşvik etmek ve güvenliği artırmak için gelişmeye devam etmelidir."
