Baterie kwantowe, ktoś coś? >;))

[Lothar.]

Bateria kwantowa – koncepcja zakładająca budowę magazynu energii elektrycznej, funkcjonującego podobnie do akumulatora, w oparciu o założenia fizyki kwantowej[1][2][3]. W teorii może ładować się szybciej niż konwencjonalna bateria chemiczna[4]. Jest technologią dopiero rozwijaną, znajdująca się w fazie badań[5][6]. Według założeń jej działanie ma polegać na przenoszeniu kubitów do wyższego stanu energetycznego i obniżaniu tego stanu w miarę rozładowywania się baterii, co ma umożliwić magazynowanie energii do wykorzystania w przyszłości. Dotychczas nie opracowano praktycznej, możliwej do wykorzystania poza laboratorium, wersji takiej baterii. Jednym z mechanizmów, który brany jest pod uwagę przy próbie zbudowania baterii kwantowej jest pochłanianie światła przez materię[7].
Przypisy

Is a Quantum Battery Just Pure Science?, News about Energy Storage, Batteries, Climate Change and the Environment, 4 listopada 2019 [dostęp 2022-03-23] (ang.).
Baterie kwantowe, Ichi.pro [dostęp 2022-03-23].
"Here is What You Need to Know About Quantum Batteries", https://medium.com/predict/quantum-batteries-c546e5dbc77a (eng.)
Naukowcy policzyli, że samochód elektryczny wyposażony w baterie kwantowe będzie można naładować w trzy minuty!, www.national-geographic.pl [dostęp 2022-03-23].
Naukowcy pracują nad bateriami kwantowymi, tylkonauka.pl, 31 stycznia 2022 [dostęp 2022-03-23].
Baterie kwantowe torują drogę do rewolucji w magazynach energii, Magazyny energii, 14 lutego 2022 [dostęp 2022-03-23].
Superabsorpcja kluczem do akumulatorów kwantowych nowej generacji, mobirank.pl, 21 stycznia 2022 [dostęp 2022-03-23].

[Lothar.]

Baterie kwantowe torują drogę do rewolucji w magazynach energii
14/02/2022
Twitter
Linkedin
Facebook
WhatsApp
bateria kwantowa
Naukowcy z Australii dokonali przełomu w tworzeniu baterii kwantowych nowej generacji. Źródło: Getty Images/iStockphoto

Australijscy naukowcy z Uniwersytetu w Adelajdzie i ich zagraniczni partnerzy podjęli ważny krok w kierunku urzeczywistnienia baterii kwantowych. Udało im się udowodnić zjawisko superabsorpcji, czyli koncepcję, która leży u podstaw fizyki kwantowej.
Na czym polega superabsorpcja?

Proces superabsorpcji obejmuje zasadę mechaniki kwantowej związanej ze zdolnością cząsteczek do pochłaniania światła, co wymaga krótszego czasu ładowania, im bardziej się splatają. Innymi słowy, splecione cząsteczki mogą tak zadziałać wspólnie, że doprowadzi to do efektów kwantowych, m.in. do superabsorpcji, co poprawi zdolność cząsteczek do pochłaniania światła.

    Superabsorpcja to kwantowy efekt kolektywny, w którym przejścia między stanami cząsteczek zakłócają się konstruktywnie. Konstruktywna interferencja występuje we wszystkich rodzajach fal (światło, dźwięk, fale na wodzie) i pojawia się, gdy różne fale sumują się, aby dać większy efekt niż każda z fal osobno. Co najważniejsze, pozwala to połączonym cząsteczkom absorbować światło wydajniej, niż gdyby każda cząsteczka działała indywidualnie.
    dr James Q. Quach z Uniwersytetu w Adelajdzie, jeden z autorów badania

Zatem teoretycznie możliwe jest, aby moc ładowania baterii kwantowej wzrastała szybciej niż jej rozmiar. Superabsorpcja oznacza więc, że im więcej jest cząsteczek magazynujących energię, tym wydajniej będą one pracować, aby wchłonąć energię. Pisząc wprost: im większa jest bateria, tym szybciej się naładuje. Naukowcy traktują superabsorpcję jako klucz do nowej generacji baterii kwantowych.
Udowodniono podstawę baterii kwantowych

Zdaniem naukowców technologia baterii kwantowych mogłaby zrewolucjonizować magazynowanie energii dzięki wykorzystaniu zjawiska superabsorpcji. Dlatego tak ważne było jego udowodnienie. Jednak wcześniej nie udało się przeprowadzić tego efektu na wystarczająco dużą skalę, co – według teorii – pozwoliłoby zbudować baterię kwantową. Dopiero nowe badanie to umożliwiło. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Science Advances.

Zespół naukowców z Uniwersytetu w Adelajdzie po raz pierwszy zademonstrował mechanikę kwantową superabsorpcji, która stanowi podstawę baterii kwantowych, w urządzeniu do weryfikacji koncepcji. Aby udowodnić koncepcję, naukowcy zbudowali kilka mikrownęk. Następnie umieścili w nich aktywną warstwę cząsteczek pochłaniających światło między lustrami i ładowali je laserem.

    Wraz ze wzrostem wielkości mikrownęki i liczby cząsteczek, czas ładowania się skracał. To znaczący przełom i kamień milowy w rozwoju baterii kwantowej.
    dr James Q. Quach

Znaczenie baterii kwantowych

Standardowe akumulatory działają według znanej zasady: im większą mają pojemność, tym dłużej trwa ich naładowanie. Dlatego ładowanie bywa uciążliwe w przypadku ogniw o dużej pojemności, takich jakie mają np. auta elektryczne. Tymczasem, dzięki wspomnianemu już zjawisku superabsorpcji, baterie kwantowe miałyby zachowywać się odwrotnie, rozwiązując problem zbyt długiego czasu ładowania.

    Baterie kwantowe, k

[Lothar.]

Pokazano projekt rewolucyjnych baterii kwantowych. Im większa pojemność, tym szybsze ładowanie
Adrian Kotowski
19 sty, 10:14
Baterie kwantowe mogą być przyszłością magazynowania energii za sprawą kwantowej mechaniki superabsorbcji. Koncept zakłada, że im pojemniejsze będzie ogniowo, tym szybciej można je będzie naładować. To całkowita odwrotność tego, jak wygląda ładowanie w tradycyjnych akumulatorach. Rozwiązanie ma szanse zrewolucjonizować cały segment zasilania pojazdów elektrycznych.
Foto: pinkeyes / Shutterstock

W przypadku standardowych akumulatorów, im mają większą pojemność, tym dłużej trwa dostarczenie im pełnego ładunku. To problem, który jest szczególnie dotkliwy w konstrukcjach wyposażonych w bardzo pojemne ogniwa, takich jak choćby samochody elektryczne. Pokazane przez Jamesa Quacha baterie kwantowe miałyby zachowywać się zupełnie odwrotnie, dzięki wspomnianej już superabsorpcji. To kwantowy efekt kolektywny, w którym przy przejściach między strunami cząsteczek pojawia się konstruktywna interferencja. Na przykładzie wody występuje ona wtedy, gdy kilka fal się sumuje, by w ten sposób powstała fala o większym efekcie niż każda z fal osobno.

    Zobacz także: Raport: Wielki test dysków SSD. Sprawdziliśmy wszystkie modele. Analizujemy i wybieramy optymalny

W baterii kwantowej tego typu zjawisko ma przynieść wymierne korzyści – im bowiem więcej molekuł, przeznaczonych do magazynowania energii, tym wydajniej będą one mogły tę energię chłonąć. Naukowcy zbudowali urządzenie testowe, wykorzystując aktywną warstwę molekuł pochłaniających światła (Lumogen-F Orange) umieszczoną w mikrownęce między dwoma lustrami.

    Lustra w tej mikrownęce zostały wykonane standardową metodą, aby uzyskać wysokiej jakości lustra. Ma to na celu wykorzystanie naprzemiennych warstw materiałów dielektrycznych – dwutlenku krzemu i pięciotlenku niobu – do stworzenia tak zwanego „rozproszonego reflektora Bragga”. W ten sposób powstają lustra, które odbijają znacznie więcej światła niż typowe lustro metalowe/szklane. Jest to ważne, ponieważ chcemy, aby światło pozostawało w jamie tak długo, jak to możliwe.

W następnym kroku zespół zastosował spektroskopię absorpcji stanów przejściowych i w ten sposób zmierzył, w jaki sposób cząsteczki barwnika magazynują energię i jak szybko ładuje się całe urządzenie. Jak się okazało, wraz ze wzrostem rozmiaru mikrownęki i liczby molekuł, czas ładowania się skrócił, potwierdzając działanie superbasorpcji.

    Zobacz także: Windows 11 - przewodnik instalacji najnowszego systemu operacyjnego Microsoftu

Jak wspomnieliśmy, odkrycie może utorować drogę do budowy akumulatorów kwantowych dla aut elektrycznych. Dzięki nim ładowanie mogłoby skrócić się do czasu, jaki trzeba przeznaczyć na nalanie benzyny do baku. Baterie mogłyby również służyć w magazynach energii, w których niezbędne jest błyskawiczne uzupełnienie ładunku.

Zapraszamy jednocześnie do odsłuchania najnowszego odcinka podcastu Technicznie Rzecz Biorąc. Tym razem rozmawialiśmy m.in. o niezwykłym polskim urządzeniu, które pozwala na komunikację w 70 językach (bez chwili poświęconej na ich naukę!) czy chociażby systemie płatności tęczówką oka, który uruchomiono w woj. dolnośląskim.
Google News
Źródło: Opracowanie własne
Adrian Kotowski
Adrian Kotowski
redaktor serwisów technologicznych

[Lothar.]

[Lothar.]

[Amigoland]

Aaa z czego są te baterie kwantowe? Z jakiego materiału? W Niemczech w tym roku zanotowano rekord pozyskania energii z baterii słonecznych. Dopatrzyłem się to trochę hipokryzji. A jednej strony narzekają że za dużo słońca, z drugiej, cieszą się z energii...

[Amigoland]

Lothar. napisał/a

Tja...Już nie jeden wynalazek leżał w sejfach po 30 lat, albo i dłużej...

[michalina]

Lothar. napisał/a

Ale fajnie wyglądaja;)

[Amigoland]

michalina napisał/a

Lothar. napisał/a

Ale fajnie wyglądaja;)

W pracach nad tymi bateriami jest w czołówce polski uczony. Jakoś cisza na polskich stronkach. Sądzę że dopóki światem będą rządzić lobbyści, Ludzkość nie ma co marzyć o takich wynalazkach. W/g NWO ma być drogo i mało...I tego się trzymajmy, hehehe.

[michalina]

Amigoland napisał/a

michalina napisał/a

Lothar. napisał/a

Ale fajnie wyglądaja;)

W pracach nad tymi bateriami jest w czołówce polski uczony. Jakoż cisza na polskich stronkach. Sądzę że dopóki światem będą rządzić lobbyści, Ludzkość nie ma co marzyć o takich wynalazkach. W/g NWO ma być drogo i mało...I tego się trzymajmy, hehehe.

Dokladnie Amigo,tak jest niestety.

[Amigoland]

Plany aut elektrycznych, czy na gaz, leżały już w Mercedesie w latach...70-tych! Czyli pół wieku temu...