Quantenbatterie lädt schneller, je größer sie wird
Quantum battery upends the rules of charging
Forschende von Csiro, Australiens nationaler Wissenschaftsagentur, haben den weltweit ersten Prototyp einer Quantenbatterie vorgestellt. Anders als herkömmliche Batterien lädt sie umso schneller, je größer sie ist – ein Effekt namens Superabsorption. Der Prototyp nutzt einen optischen Mikroresonator und organische Farbstoffmoleküle bei Raumtemperatur. Die Batterie könnte künftig Quantencomputer oder sogar Alltagsgeräte antreiben, doch Skeptiker bezweifeln ihre praktische Anwendbarkeit.
„Der entscheidende Punkt ist, dass es bei Quantenbatterien nicht darum geht, eine große Menge Energie zu speichern, sondern darum, sie schneller und mit größerer Kontrolle zu liefern.“
- jillesvangurp
Das klingt eher nach einem Kondensator als nach einer Batterie. Das könnte immer noch interessant sein, aber wahrscheinlich nicht für Automobilanwendungen in absehbarer Zeit.
> Jeder weiß, dass je größer die Batterie, desto länger dauert das Laden
Das ist tatsächlich nicht ganz richtig. Batterien bestehen aus Zellen. Wenn man sie parallel schaltet, können sie alle gleichzeitig geladen werden. Eine Erhöhung der Zellenzahl erhöht nicht die Ladezeit. Auch die Ladezeit einzelner Zellen hängt stark von der Chemie der Batterie ab.
Die sogenannte C-Rate ist hier entscheidend, das ist die Rate, mit der eine Batterie ihre Kapazität lädt/entlädt. Eine C-Rate von 1 bedeutet, dass ihre Kapazität (z.B. 50 kWh) in einer Stunde geladen wird. Modernste Batterien können jetzt mit C-Raten bis zu 8-10 laden, was bedeutet, dass sie deutlich unter 10 Minuten laden. Entscheidend ist, wie viel Leistung man in eine Batterie stecken kann, ohne sie zu beschädigen. Außerdem ist die Geschwindigkeit, mit der Batterien laden, normalerweise nicht linear. 10-80% ist normalerweise viel schneller als die letzten paar Prozent. Einige chinesische Batterien erreichen jetzt in nur 3 Minuten 80%. Die restlichen 20% können weitere 6 Minuten dauern.
- alasano
Leg die Batterie in eine Box, wenn du die Box öffnest, ist sie entweder geladen oder nicht geladen.
Hol dir 7 Boxen und 7 Batterien und du hast eine 99%ige Chance, jeden Morgen eine geladene Batterie zu bekommen.
- cbondurant
Ich habe das Gefühl, dass (wie üblich bei nicht-technischer Berichterstattung über Spitzenforschung) dieser Artikel die zugrunde liegende Technologie nicht gut kommuniziert. Ich musste unabhängig nach Beschreibungen suchen, was Superabsorption ist und was es eigentlich zu einem Quanteneffekt macht.
Es klingt so, als wäre die Idee: Wenn man eine Reihe von Lichtemittern hat, die viel näher beieinander liegen als die Wellenlänge des Lichts, das sie emittieren, wird die Lichtausbeute quadratisch in Bezug auf die Anzahl der Emitter, im Gegensatz zu linear in Bezug auf die Anzahl der Emitter im Standardfall. Und das Gegenteil gilt auch.
Basierend darauf bin ich pessimistisch, was das Potenzial angeht, da es so klingt, als ob das Laden eine Umwandlung von Elektrizität in Licht erfordert, und das Entladen wäre auch eine Umwandlung von Licht zurück in Elektrizität, und wir haben nicht gerade die verlustärmsten Prozesse für diese Umwandlung.
Vielleicht nützlich in bestimmten Bereichen der Optik oder Laserarbeit, wo das direkte Abgeben der gespeicherten Energie als Licht erwünscht wäre?
- Someone
Aus dem Artikel:
- "Derzeit kann der Prototyp nur eine sehr kleine Energiemenge – ein paar Milliarden Elektronenvolt – für Nanosekunden speichern"
- "Der entscheidende Punkt ist, dass es bei Quantenbatterien nicht darum geht, eine große Energiemenge zu speichern, sondern sie schneller und mit größerer Kontrolle abzugeben"
1 Wattstunde entspricht etwa 2 × 10²² Elektronenvolt. Das ist ein Faktor von etwa 10¹³/2⁴³.
Nehmen wir der Argumentation halber an, diese Technologie wächst schneller als das Mooresche Gesetz, verdoppelt Ladezeit und Ladungsmenge jedes Quartal. Dann (wenn meine Rechnung stimmt) hätten wir in 10 Jahren eine 1-Wh-Batterie (etwa das, was eine AAA-Batterie speichert), die ihre Ladung etwa einen Tag hält.
Also, wofür ist das nützlich? Sie kann viel schneller entladen als sie geladen wird, aber haben wir dafür nicht Kondensatoren?
Hochkontrollierte Entladung könnte ihr Nischenanwendungen geben, aber sonst würde ich nicht die Luft anhalten für diese Technologie, um "oder sogar dein Telefon?" zu betreiben.
- 1a527dd5
Ich denke, wir alle haben im letzten Jahrzehnt tangential verwandte Batterieartikel gelesen. Alle versprechen neue und magische Dinge. Keiner hat den Markt umgekrempelt.
Ich bleibe skeptisch.