Önemli Çıkarımlar
- Kuantum piller bir gün daha küçük boyutlar ve daha hızlı şarj sunarak endüstride devrim yaratabilir.
- Ancak bir uzman, kuantum pillerin cep telefonunuzu çalıştırmadan “yıllar veya on yıllar” uzakta olabileceğini söylüyor.
- Li-Ion pil kimyasından daha fazlasını elde etmek için umut verici araştırmalar sürüyor.
Gadget’larınız, kuantum mekaniği sayesinde bir gün önemli bir güç artışı elde edebilir. Araştırmacılar, sonunda gadget’ların çalışma biçiminde devrim yaratabilecek kuantum pillerde bir atılım duyurdular. Kuantum piller daha küçük olabilir ve mevcut pillerden daha hızlı şarj olabilir. Yeni teknoloji, pil endüstrisinin yeniden düşünmeye hazır olmasının yalnızca bir yoludur. Son çalışmanın parçası olmayan çevresel sürdürülebilirlik bilimcisi Mark Falinski, Lifewire’a bir e-posta röportajında, “Tamamen işlevsel bir bakış açısıyla, daha fazla depolama alanına sahip daha hafif araçlar istiyoruz ve yeni pil teknolojisi ikimize de yetebilir” dedi.
Schrödinger’in Bataryası mı?
Avustralya’daki Adelaide Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, kuantum pilleri gerçeğe dönüştürmek için kritik bir adım attıklarını iddia ediyorlar. Dergide yakın zamanda yayınlanan bir araştırmaya göre, kuantum pilleri destekleyen çok önemli bir fikir olan süper emilim kavramını kanıtladıklarını söylüyorlar. Bilim Gelişmeleri. Çalışmanın yazarlarından James Q. Quach bir haber bülteninde, “Yeteneklerini geliştirmek için kuantum mekanik ilkeleri kullanan kuantum piller, büyüdükçe daha az şarj süresi gerektirir.” Dedi. “Kuantum pillerin şarj gücünün pilin boyutundan daha hızlı artması teorik olarak mümkündür, bu da şarjı hızlandırmanın yeni yollarını sağlayabilir.” Ekip, süper absorpsiyon kavramını kanıtlamak için organik moleküller içeren farklı boyutlarda gofret benzeri mikro boşluklar inşa etti. Her mikro boşluk bir lazer kullanılarak şarj edildi. Quach, “Mikro boşluğun aktif tabakası, enerjiyi depolayan organik yarı iletken malzemeler içerir. Kuantum pillerin süper emici etkisinin altında yatan fikir, tüm moleküllerin kuantum süperpozisyonu olarak bilinen bir özellik aracılığıyla topluca hareket ettiği fikridir” dedi. Kuantum mekaniğinin temel bir ilkesi olan kuantum süperpozisyonu, klasik fizikteki dalgalara çok benzer şekilde, herhangi iki kuantum durumunun birbirine eklenebileceğini (“üst üste bindirilmiş”) ve sonucun başka bir geçerli kuantum durumu olacağını söylüyor. Ancak Falinkski, kuantum pillerin cep telefonunuzu çalıştırmadan “yıllar veya on yıllar” uzakta olabileceği konusunda uyardı. “Bununla birlikte, kuantum hesaplama alanında öne sürülen çok sayıda yatırım var ve eğer aynı yatırımlar kuantum pillerde ileriye doğru itilirse, daha hızlı bir tempoda gerçek ilerleme kaydedebiliriz” diye ekledi. Pillerimizin depolayabileceği ve yeniden kullanabileceği teorik sınıra yaklaşıyoruz.
Güçlendirme Yenilikleri
Yeni pil teknolojisine duyulan ihtiyaç büyüktür. 2040 yılına kadar, insanlar tarafından tüketilen enerjinin 2015 seviyelerine göre yüzde 28 oranında artması bekleniyor. Enerjinin büyük bir kısmı yine de fosil yakıtlardan elde edilecek ve çevreye maliyeti de olacak. Falinski, “Pillerimizin depolayabileceği ve yeniden kullanabileceği teorik sınıra yaklaşıyoruz.” Dedi. “Lityum-İyon piller gittikçe daha iyi hale geliyor, ancak fizik ve kimyanın onları daha fazla geliştiremeyeceği bir noktaya geliyoruz.” Cleantech yatırımcısı Craig Lawrence, artan enerji yoğunluğu, güç yoğunluğu, çevrim ömrü veya azalan maliyet vaadi sunan yeni malzemeler de dahil olmak üzere Li-Ion pil kimyasından daha fazlasını elde etmek için umut verici araştırmalar sürüyor. Pil mühendisliğinde geçmişi olan bir e-posta röportajında Lifewire’a söyledi. Lawrence, bir lityum metal pil teknolojisi olan katı hal pillerin Lityum-İyon’dan önemli ölçüde daha yüksek enerji yoğunluğu sunabileceğini söyledi.
“Cebimizde neredeyse sonsuz bilgi işlem gücü var, ancak pil onu çalışır durumda tutabildiği sürece kullanışlıdır,” diye ekledi. “Bu yüzden şarjla bir günden fazla dayanabilen bir akıllı telefona veya 30-60 dakikadan fazla dayanabilen bir drone’a sahip olamayız.” E-bisikletler, pilin elden geçirilmesi gereken başka bir alandır. 2021’de tek başına New York City, elektrikli bisikletler ve pilleriyle bağlantılı 80’den fazla yangın bildirdi. ZapBatt, yangına dayanıklı olduğunu ve normal 6 saat yerine 20 dakika içinde %0’dan %100’e tamamen şarj edilebileceğini iddia ettiği bir lityum-titanat e-bisiklet pili yarattı. ZapBatt CEO’su Charlie Welch Lifewire’a verdiği bir e-posta röportajında, “Bireysel tüketiciler için pil şarjı için altı saat beklemek ve pilleri yılda bir kez değiştirme ihtiyacı uygun değildir ve çevre dostu değildir” dedi. “E-bisiklet ilgisindeki bu büyük artışla birlikte, pil teknolojisi daha fazla kullanımı teşvik etmek ve güvenliği artırmak için gelişmeye devam etmelidir.”
