量子バッテリーはガジェットを長持ちさせる可能性があります

あなたのガジェットは、量子力学のおかげで、いつの日か大幅なパワーブーストを得ることができます。

研究者たちは、最終的にガジェットのパフォーマンスに革命をもたらす可能性のある量子電池の飛躍的進歩を発表しました。 量子バッテリーは、現在のバッテリーよりも小さく、より速く充電できる可能性があります。 新しいテクノロジーは、バッテリー業界が再考する準備ができている1つの方法にすぎません。

「純粋に機能的な観点から、私たちはより多くのストレージを備えたより軽いガジェットを望んでおり、新しいバッテリー技術は私たちに両方を提供することができます。」 マーク・ファリンスキー最近の研究に参加していなかった環境持続可能性科学者は、電子メールのインタビューでLifewireに語った。

シュレディンガーの電池？

オーストラリアのアデレード大学の研究者たちは、量子電池を実現するために重要な一歩を踏み出したと主張しています。 ジャーナルに最近発表された研究によると、彼らは、量子電池を支える重要なアイデアである超吸収の概念を証明したと言います サイエンスアドバンシス.

「量子力学的原理を使用して機能を強化する量子電池は、大きくなるほど充電時間が短くなります。」 ジェームズQ。 クアック、研究の著者の一人は、 ニュースリリース. 「理論的には、量子電池の充電電力が電池のサイズよりも速く増加する可能性があります。これにより、充電を高速化する新しい方法が可能になります。」

超吸収の概念を証明するために、チームは有機分子を含むさまざまなサイズのウェーハのようなマイクロキャビティを構築しました。 各マイクロキャビティは、レーザーを使用して充電されました。

「マイクロキャビティの活性層には、エネルギーを蓄える有機半導体材料が含まれています。 量子電池の超吸収効果の根底にあるのは、すべての分子が量子重ね合わせとして知られる特性を介して集合的に作用するという考えです」とQuach氏は述べています。

量子力学の基本原理である量子重ね合わせは、古典的な波のように言う 物理学では、任意の2つの量子状態を加算（「重ね合わせ」）することができ、その結果は別の有効な量子になります 州。

しかし、ファリンクスキー氏は、量子電池は携帯電話への電力供給から「数年または数十年」離れている可能性があると警告した。

「そうは言っても、量子コンピューティングの分野では多くの投資が行われています。 量子電池にも同じ投資が進められており、より速いペースで真の進歩を遂げることができる」と語った。

イノベーションの推進

新しいバッテリー技術の必要性は大きいです。 2040年までに、人々が消費するエネルギーは 2015年のレベルから28％増加. 電力の大部分は、環境への関連コストを伴う化石燃料から供給されます。

「私たちは、バッテリーが保存して再利用できるものの理論上の限界に近づいています」とファリンスキーは言いました。 「リチウムイオン電池はどんどん良くなっていますが、物理学と化学がそれ以上改善できないところまで来ています。」

リチウムイオン電池の化学的性質をさらに活用するための有望な研究が進行中です。 エネルギー密度、電力密度、サイクル寿命の増加、またはコストの削減の約束はすべて、次のさまざまな段階にあります。 発達、 クレイグ・ローレンスバッテリーエンジニアリングのバックグラウンドを持つクリーンテック投資家は、電子メールのインタビューでLifewireに語った。

ローレンス氏によると、リチウム金属電池技術である全固体電池は、リチウムイオンよりも大幅に高いエネルギー密度を提供できる可能性があるという。

「私たちのポケットにはほぼ無限の計算能力がありますが、バッテリーがそれを実行し続けることができる限り、それは有用です」と彼は付け加えました。 「そのため、充電で1日以上持続するスマートフォンや、30〜60分以上持続するドローンを使用することはできません。」

電動自転車は、バッテリーのオーバーホールが必要なもう1つの分野です。 2021年、ニューヨーク市だけでも 80件以上の火災が報告されました 電動自転車とそのバッテリーにリンクされています。 ZapBatt は、耐火性があり、通常の6時間ではなく20分で0％から100％まで完全に充電できると主張するチタン酸リチウム電動自転車バッテリーを作成しました。

「個人消費者にとって、バッテリーの充電を6時間待って、毎年バッテリーを交換する必要があるのは不便であり、環境に優しいものではありません。」 チャーリーウェルチ、ZapBattのCEOは、電子メールのインタビューでLifewireに語った。 「電動自転車への関心が大幅に高まっているため、バッテリー技術は、より多くの使用を促進し、安全性を高めるために進化し続ける必要があります。」