قدرت انقلابی باتری های کوانتومی
قدرت انقلابی باتری های کوانتومی -باتری‌های کوانتومی، با روش‌های شارژ نوآورانه خود، نشان‌دهنده جهشی در فناوری باتری هستند که نویدبخش کارایی بالاتر و کاربردهای گسترده‌تر در راه‌حل‌های انرژی پایدار است.
یک روش جدید برای شارژ باتری ها از قدرت «ترتیب علی نامعین» استفاده می کند.
باتری‌هایی که از پدیده‌های کوانتومی برای به دست آوردن، توزیع و ذخیره انرژی استفاده می‌کنند، قول می‌دهند که از توانایی‌ها و سودمندی باتری‌های شیمیایی معمولی در برخی کاربردهای کم مصرف پیشی بگیرند.
برای اولین بار، محققانی از جمله محققان دانشگاه توکیو از یک فرآیند کوانتومی غیرشهودی استفاده می‌کنند که مفهوم مرسوم علیت را برای بهبود عملکرد باتری‌های کوانتومی نادیده می‌گیرد و این فناوری آینده را کمی به واقعیت نزدیک‌تر می‌کند.
باتری های کوانتومی در انرژی پایدار
هنگامی که کلمه “کوانتوم” را می شنوید، فیزیک حاکم بر جهان زیر اتمی، پیشرفت ها در رایانه های کوانتومی معمولاً سرفصل ها را می ربایند، اما فناوری های کوانتومی دیگری نیز وجود دارند که ارزش توجه به آنها را دارند.
یکی از این موارد باتری کوانتومی است که اگرچه در ابتدا نامش گیج کننده بود، اما پتانسیل ناشناخته ای برای راه حل های انرژی پایدار و ادغام احتمالی در خودروهای الکتریکی آینده دارد.
با این وجود، این دستگاه های جدید آماده هستند تا در برنامه های مختلف قابل حمل و کم مصرف استفاده شوند، به ویژه زمانی که فرصت های شارژ مجدد کمیاب است.
در دنیای کلاسیک، اگر سعی می‌کردید باتری را با استفاده از دو شارژر شارژ کنید، باید این کار را به ترتیب انجام دهید و گزینه‌های موجود را فقط به دو سفارش ممکن محدود کنید.
با این حال، استفاده از اثر کوانتومی جدید به نام ICO امکان شارژ باتری‌های کوانتومی را به روشی غیرمتعارف باز می‌کند.
پیشرفت های تحقیقاتی در باتری های کوانتومی
در حال حاضر، باتری‌های کوانتومی فقط به‌عنوان آزمایش‌های آزمایشگاهی وجود دارند و محققان در سراسر جهان روی جنبه‌های مختلفی کار می‌کنند که امید است روزی با هم ترکیب شوند و به یک کاربرد کاملاً کاربردی و عملی تبدیل شوند.
دانشجوی فارغ التحصیل یوانبو چن و دانشیار یوشیهیکو هاسگاوا از دپارتمان مهندسی اطلاعات و ارتباطات دانشگاه توکیو در حال بررسی بهترین راه برای شارژ باتری کوانتومی هستند و اینجاست که زمان وارد عمل می شود.
یکی از مزیت‌های باتری‌های کوانتومی این است که باید کارایی فوق‌العاده‌ای داشته باشند، اما به نحوه شارژ آنها بستگی دارد.
چن گفت: «باتری‌های فعلی برای دستگاه‌های کم مصرف، مانند گوشی‌های هوشمند یا حسگرها، معمولاً از مواد شیمیایی مانند لیتیوم برای ذخیره شارژ استفاده می‌کنند، در حالی که باتری‌های کوانتومی از ذرات میکروسکوپی مانند آرایه‌هایی از اتم‌ها استفاده می‌کنند.
در حالی که باتری‌های شیمیایی توسط قوانین کلاسیک فیزیک کنترل می‌شوند، ذرات میکروسکوپی ماهیت کوانتومی دارند، بنابراین ما فرصتی برای کشف راه‌هایی برای استفاده از آنها داریم که تصورات شهودی ما را از آنچه در مقیاس‌های کوچک اتفاق می‌افتد خم می‌کند یا حتی می‌شکند.
من به‌ویژه به روشی که ذرات کوانتومی می‌توانند برای نقض یکی از اساسی‌ترین تجربیات ما، تجربه زمان، کار کنند، علاقه‌مندم.»
روش های شارژ کوانتومی
این تیم با همکاری محقق گائویان ژو و پروفسور پنگ زو از مرکز تحقیقات علوم محاسباتی پکن، روش‌هایی را برای شارژ باتری کوانتومی با استفاده از دستگاه‌های نوری مانند لیزر، لنزها و آینه‌ها آزمایش کردند، اما روشی که آنها به آن دست یافتند نیاز به یک اثر کوانتومی داشت.
وقایع مانند چیزهای روزمره ارتباط علّی ندارند. روش های قبلی برای شارژ باتری کوانتومی شامل یک سری مراحل شارژ یکی پس از دیگری بود.
با این حال، در اینجا، تیم به جای آن از یک اثر کوانتومی جدید استفاده کرد که آن را ترتیب علی نامعین یا ICO می نامند.
در قلمرو کلاسیک، علیت مسیر روشنی را دنبال می‌کند، به این معنی که اگر رویداد A منجر به رویداد B شود، احتمال اینکه B باعث A شود منتفی است.
با این حال، در مقیاس کوانتومی، ICO اجازه می دهد تا هر دو جهت علیت در آنچه به عنوان برهم نهی کوانتومی شناخته می شود وجود داشته باشد، جایی که هر دو می توانند به طور همزمان صادق باشند.
مفاهیم تحقیق باتری کوانتومی
چن گفت: «با ICO نشان دادیم که روش شارژ باتری متشکل از ذرات کوانتومی می‌تواند به شدت بر عملکرد آن تأثیر بگذارد.
ما شاهد دستاوردهای بزرگی هم در انرژی ذخیره شده در سیستم و هم در بهره وری حرارتی بودیم.
و تا حدودی به طور غیرمنتظره، ما اثر شگفت‌انگیز یک تعامل را کشف کردیم که عکس آن چیزی است که ممکن است انتظار داشته باشید: یک شارژر کم‌مصرف می‌تواند انرژی‌های بالاتری را با کارایی بیشتر نسبت به یک شارژر با قدرت نسبتاً بالاتر با استفاده از همان دستگاه ارائه دهد.
پدیده ICO که تیم مورد بررسی قرار داد می‌تواند کاربردهایی فراتر از شارژ نسل جدیدی از دستگاه‌های کم مصرف پیدا کند.
اصول زیربنایی، از جمله اثر برهمکنش معکوس که در اینجا آشکار شده است، می تواند عملکرد سایر وظایف مربوط به ترمودینامیک یا فرآیندهایی که شامل انتقال گرما است را بهبود بخشد.
یک مثال امیدوارکننده پانل های خورشیدی است که در آن اثرات گرما می تواند کارایی آنها را کاهش دهد، اما ICO می تواند برای کاهش آنها استفاده شود و به جای آن منجر به افزایش کارایی شود.
