Квантовая батарея заряжается тем быстрее, чем она больше
Quantum battery upends the rules of charging
Учёные из CSIRO создали первый в мире прототип квантовой батареи, которая, вопреки здравому смыслу, заряжается быстрее по мере увеличения размера. В основе лежит эффект суперабсорбции: молекулы в оптическом микроконтуре действуют согласованно, ускоряя зарядку. Прототип работает при комнатной температуре и заряжается за фемтосекунды, но пока хранит энергию лишь наносекунды. Исследователи надеются, что такие батареи смогут питать квантовые компьютеры и даже электромобили, однако скептики сомневаются в их практическом применении.
«Ключевой момент в том, что квантовые батареи предназначены не для хранения большого количества энергии, а для её более быстрой и контролируемой подачи», — говорит Дарио Ферраро.
- jillesvangurp
Это больше похоже на конденсатор, чем на батарею. Это всё ещё может быть интересно, но вряд ли для автомобильной промышленности в ближайшее время.
> Все знают, что чем больше батарея, тем дольше она заряжается
На самом деле это не совсем верно. Батареи состоят из ячеек. Если соединить их параллельно, все они могут заряжаться одновременно. Увеличение количества ячеек не увеличивает время их зарядки. Также время зарядки отдельных ячеек во многом зависит от химии батареи.
Так называемый C-rate — вот что здесь важно; это скорость, с которой батарея заряжается/разряжается относительно своей ёмкости. C-rate, равный 1, означает, что ёмкость (например, 50 кВт·ч) заряжается за час. Современные батареи могут заряжаться с C-rate до 8–10, что означает зарядку значительно быстрее 10 минут. Здесь важно, сколько мощности можно влить в батарею, не повредив её. Кроме того, скорость зарядки обычно нелинейна: 10–80% обычно происходит значительно быстрее, чем последние несколько процентов. Некоторые китайские батареи достигают 80% всего за 3 минуты. Оставшиеся 20% могут занять ещё 6 минут.
- alasano
Положите батарею в коробку; когда вы открываете коробку, она либо заряжена, либо нет.
Возьмите 7 коробок и 7 батарей — и у вас будет 99% шанс получить заряженную батарею каждое утро.
- cbondurant
Мне кажется, что (как это обычно бывает с ненаучными репортажами о передовых исследованиях) эта статья не очень хорошо объясняет лежащую в основе технологию. Мне пришлось самостоятельно искать описания того, что такое суперпоглощение и что именно делает его квантовым эффектом.
Похоже, идея в том, что если у вас есть множество излучателей света, расположенных гораздо ближе друг к другу, чем длина волны излучаемого ими света, то интенсивность света становится квадратичной по числу излучателей, а не линейной, как в стандартном случае. И обратное тоже верно.
Исходя из этого, я пессимистично настроен относительно потенциала этой технологии, поскольку звучит так, что зарядка требует преобразования электричества в свет, а разрядка — обратного преобразования света в электричество, а у нас не самые без потерь процессы для такого преобразования.
Возможно, это может быть полезно в некоторых видах оптики или лазерных технологий, где желательно напрямую сбрасывать накопленную энергию в виде света?
- Someone
Из статьи:
- «в настоящее время прототип батареи может хранить лишь очень небольшое количество энергии — несколько миллиардов электронвольт — в течение наносекунд»
- «Ключевой момент в том, что квантовые батареи предназначены не для хранения большого количества энергии, а для её доставки быстрее и с большим контролем»
1 ватт-час — это примерно 2 × 10²² электронвольт. Это коэффициент около 10¹³/2⁴³.
Для аргументации предположим, что эта технология растёт быстрее, чем по закону Мура, удваивая время зарядки и количество заряда каждый квартал. Тогда (если моя математика верна) через 10 лет у нас будет батарея на 1 Вт·ч (примерно столько хранит батарейка AAA), которая держит заряд около дня.
Итак, для чего это полезно? Она может разряжаться гораздо быстрее, чем заряжается, но разве у нас нет для этого конденсаторов?
Высококонтролируемая разрядка может дать ей нишевые применения, но в остальном я бы не задерживал дыхание в ожидании, что эта технология будет питать «или даже ваш телефон?».
- 1a527dd5
Думаю, все мы за последнее десятилетие читали статьи о батареях, косвенно связанных с этой темой. Все они обещают что-то новое и волшебное. Ни одна не перевернула рынок.
Я остаюсь скептиком.