Njia Muhimu za Kuchukua
- Betri za Quantum siku moja zinaweza kuleta mapinduzi katika sekta hii kwa kutoa saizi ndogo na kuchaji kwa haraka zaidi.
- Lakini mtaalamu mmoja anasema kwamba betri za quantum zinaweza kuwa "miaka au miongo" kabla ya kuwasha simu yako ya mkononi.
- Utafiti wa kuahidi unaendelea ili kupata zaidi kutokana na kemia ya betri ya Li-Ion.
Vifaa vyako siku moja vinaweza kupata nyongeza ya nishati kwa kiasi kikubwa kutokana na ufundi wa quantum.
Watafiti wametangaza mafanikio katika betri za quantum ambayo hatimaye yanaweza kuleta mabadiliko katika utendaji wa vifaa. Betri za quantum zinaweza kuwa ndogo na chaji haraka kuliko betri za sasa. Teknolojia mpya ni njia moja tu ambayo sekta ya betri iko tayari kutafakari upya.
"Kwa mtazamo wa kiutendaji, tunataka vifaa vyepesi vyenye hifadhi zaidi, na teknolojia mpya ya betri inaweza kutugharamia sote," Mark Falinski, mwanasayansi wa uendelevu wa mazingira ambaye hakuwa sehemu ya utafiti wa hivi majuzi, aliiambia Lifewire katika mahojiano ya barua pepe.
Betri ya Schrödinger?
Watafiti katika Chuo Kikuu cha Adelaide nchini Australia wanadai kuwa wamechukua hatua muhimu katika kuwezesha matumizi ya betri za quantum. Wanasema walithibitisha dhana ya ufyonzwaji wa hali ya juu, wazo muhimu linalotegemeza betri za kiasi, kulingana na utafiti uliochapishwa hivi majuzi katika jarida la Science Advances.
"Betri za Quantum, zinazotumia kanuni za kiufundi za quantum ili kuboresha uwezo wao, zinahitaji muda mdogo wa kuchaji kadri zinavyoongezeka," James Q. Quach, mmoja wa waandishi wa utafiti huo, alisema katika taarifa ya habari. "Kinadharia inawezekana kwamba nguvu ya kuchaji ya betri za quantum huongezeka haraka kuliko saizi ya betri, ambayo inaweza kuruhusu njia mpya za kuongeza kasi ya kuchaji."
Ili kuthibitisha dhana ya ufyonzwaji wa hali ya juu, timu ilitengeneza miduara midogo kama kaki ya ukubwa tofauti ambayo ilikuwa na molekuli za kikaboni. Kila microcavity ilichajiwa kwa kutumia leza.
"Safu amilifu ya kaviti ndogo ina nyenzo za kikaboni za semiconductor ambazo huhifadhi nishati. Kiini cha athari ya juu zaidi ya kunyonya ya betri za quantum ni wazo kwamba molekuli zote hufanya kazi kwa pamoja kupitia sifa inayojulikana kama quantum superposition," alisema Quach..
Quantum superposition, kanuni ya msingi ya quantum mechanics, inasema kuwa kama mawimbi katika fizikia ya kitambo, hali zozote mbili za quantum zinaweza kuongezwa pamoja ("zinazosimamiwa"), na matokeo yake yatakuwa hali nyingine halali ya quantum.
Lakini Falinkski alionya kuwa betri za quantum zinaweza kuwa "miaka au miongo" kabla ya kuwasha simu yako ya mkononi.
"Hivyo inasemwa, kuna uwekezaji mwingi unaowekwa mbele katika nafasi ya kompyuta ya kiasi, na ikiwa uwekezaji huo huo utasukumwa mbele katika betri za quantum, tunaweza kufanya maendeleo ya kweli kwa kasi ya haraka," aliongeza..
Tunakaribia kikomo cha kinadharia cha kile betri zetu zinaweza kuhifadhi na kutumia tena.
Nguvu Ubunifu
Haja ya teknolojia mpya ya betri ni kubwa. Kufikia 2040, nishati inayotumiwa na watu inatarajiwa kuongezeka kwa asilimia 28 kutoka viwango vya 2015. Nguvu nyingi bado zitatoka kwa nishati ya kisukuku na gharama zinazohusiana na mazingira.
"Tunakaribia kikomo cha kinadharia cha kile betri zetu zinaweza kuhifadhi na kutumia tena," Falinski alisema. "Betri za Lithium-Ion zinazidi kuwa bora na bora, lakini tunafika mahali ambapo fizikia na kemia haziwezi kuziboresha zaidi."
€ Lawrence, mwekezaji wa cleantech ambaye ana historia ya uhandisi wa betri, aliiambia Lifewire katika mahojiano ya barua pepe.
Betri za hali mango, teknolojia ya betri ya lithiamu-metal, inaweza kutoa msongamano wa juu zaidi wa nishati kuliko Lithium-Ion, Lawrence alisema.
"Tuna karibu nguvu isiyo na kikomo ya kompyuta mfukoni mwetu, lakini ni muhimu mradi tu betri inaweza kuendelea kufanya kazi," aliongeza. "Ndio maana hatuwezi kuwa na simu mahiri ambayo hudumu zaidi ya siku moja kwenye chaji au ndege isiyo na rubani ambayo inaweza kudumu zaidi ya dakika 30-60."
E-baiskeli ni eneo lingine linalohitaji urekebishaji wa betri. Mnamo 2021, jiji la New York pekee liliripoti zaidi ya moto 80 uliohusishwa na baiskeli za umeme na betri zao. ZapBatt imeunda betri ya baiskeli ya lithiamu-titanate ambayo inadai kuwa inastahimili moto na inaweza kuchaji kutoka 0% hadi 100% katika dakika 20 badala ya saa 6 za kawaida.
"Kwa watumiaji binafsi, kusubiri saa sita kabla ya chaji ya betri na kuhitaji kubadilisha betri kila mwaka si rahisi na si rafiki wa mazingira," Charlie Welch, Mkurugenzi Mtendaji wa ZapBatt, aliiambia Lifewire katika mahojiano ya barua pepe. "Kwa manufaa haya makubwa ya kielektroniki, teknolojia ya betri lazima iendelee kubadilika ili kuhimiza matumizi zaidi na kuimarisha usalama."
