Быстрозаряжаемая квантовая батарея

28.03.2022

Ученые из Южной Кореи разработали квантовую технологию, которая позволит ускорить зарядку электромобилией в 200 раз.

Сотрудники Центра теоретической физики сложных систем Института фундаментальных наук (IBS) обратились к явлению квантовой запутанности, чтобы ускорить относительно медленную зарядку аккумуляторов электромобилей. Они предложили способ, как можно одновременно заряжать все энергетические ячейки.

Несмотря на стремительное развитие отрасли электромобилей, их батареи все еще имеют меньшую плотность энергии, чем горючее топливо, а от этого очень зависит дальность пробега. В настоящее время полная зарядка аккумулятора в домашних условиях занимает около 10 часов, а при подключении к самым быстрым зарядным станциям процесс занимает 20-40 минут. Время ожидания остается большим недостатком электромобилей по сравнению с дизельными или бензиновыми, заправка которых занимает считанные секунды.

Исследователи предложили конкретный способ разработки квантовой батареи, а также определили примерную скорость ее зарядки. По их заключению, если в классических аккумуляторах максимальная скорость зарядки линейно увеличивается вместе с количеством элементов, то в квантовой - квадратично, то есть, сразу во много раз.

Для примера они предложили автомобильную батарею, содержащую примерно 200 ячеек - использование квантовой запутанности увеличит скорость зарядки примерно в 200 раз по сравнению с классической технологией. В результате время зарядки в домашнем гараже сократится с 10 часов до 3 минут, а на специализированных станций - с получаса до нескольких секунд.

Квантовую зарядку можно широко применять не только для электромобилей, но и для бытовой электроники. Кроме того, их можно использовать в будущих термоядерных электростанциях, для зарядки и разрядки которых требуется большое количество энергии.

<< Назад: Робот-креветка 28.03.2022

>> Вперед: Бамбук повысит прочность композитных материалов 27.03.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Скорая помощь на солнечных батареях 12.08.2026 Для медицинской помощи в удаленных регионах недостаточно иметь врачей и оборудование: необходим еще и надежный источник энергии. В некоторых районах Африки перебои с электричеством или полное отсутствие электросетей серьезно ограничивают возможности местных клиник. Нидерландские студенты предложили необычное решение этой проблемы - медицинский автомобиль, способный получать необходимую энергию непосредственно от солнечного света. Проект получил название Stella Juva, а его разработкой занимается команда Solar Team Eindhoven, состоящая из 23 студентов Технического университета Эйндговена и еще двух учебных заведений Нидерландов. Создатели называют автомобиль первой в мире солнечной машиной скорой помощи, которая одновременно может выполнять функции полноценной мобильной клиники. Важнейшая особенность Stella Juva заключается в том, что для своей работы она не должна зависеть от внешней электросети. Автомобиль оснастили медицинским оборудованием, среди которого есть рентгеновский аппарат, система ультразвуковой диагностики и холодильник для хранения вакцин. Энергией аппаратуру обеспечивают солнечные панели, размещенные на крыше автомобиля, а полученная электроэнергия накапливается в аккумуляторах. Когда машина останавливается, медики могут развернуть дополнительные панели и тем самым увеличить площадь, с которой собирается солнечная энергия. Чтобы проверить практическую пригодность проекта, студенты совместно с неправительственной организацией Amref Health Africa отправились с Stella Juva в Кению. Испытания должны были показать, сможет ли автомобиль выдерживать продолжительные поездки по сложным дорогам и одновременно обеспечивать энергией медицинское оборудование в местах, удаленных от централизованной инфраструктуры. В общей сложности команда проехала по стране более 800 километров. Одним из наиболее сложных этапов стала поездка в клинику в регионе Нарок на юго-западе Кении, где отсутствует электричество. Чтобы добраться туда, участникам испытаний пришлось несколько часов двигаться по пыльной глинистой дороге, изобилующей выбоинами. Тем самым Stella Juva проверяли не в лабораторных условиях, а в среде, близкой к той, для которой она и создавалась. Результат оказался лучше ожиданий разработчиков. Изабелла Ваннинген, студентка факультета компьютерных наук и инженерии, рассказала, что Stella Juva продемонстрировала себя даже лучше, чем предполагала команда. Во время стоянки автомобиль производил больше энергии, чем потреблял, даже при одновременной работе всего установленного медицинского оборудования. Аппаратуру пока не использовали непосредственно на пациентах, однако расчеты показывают, что за два дня такая мобильная клиника потенциально могла бы принять около 200 человек. Stella Juva стала очередным проектом Solar Team Eindhoven, которая занимается разработкой экологичного транспорта с 2013 года. До этого студенты создали солнечный кемпер Stella Vita, а также Stella Terra, первый в мире внедорожник на солнечных батареях. Некоторые разработки команды вышли за пределы университетских экспериментов и получили коммерческое продолжение. В частности, выпускники Solar Team Eindhoven основали стартап Lightyear, который совместно с компанией Nissan представил электромобиль с технологией солнечной зарядки.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026