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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Раскрыт механизм образования сапфиров 26.08.2024 Ученые из Университета Кертина в Австралии совершили значительный прорыв в понимании процесса образования сапфиров. Их исследование показало, что эти драгоценные камни формируются глубоко под земной поверхностью при экстремально высоких температурах, связанных с вулканической активностью. Сапфиры обычно находят в вулканических отложениях, где магма из мантии Земли на протяжении длительного времени поднимается к коре и образует расплавы, обогащенные натрием и калием. Эти минералы также встречаются в руслах рек, где со временем кристаллы очищаются от окружающих пород и откладываются вместе с другими аллювиальными материалами. Долгое время геологи не могли точно определить, каким образом и при каких условиях возникают сапфиры. Недавнее исследование австралийских ученых внесло ясность в этот вопрос, показав, что сапфиры образуются из глинистых отложений, подвергшихся воздействию экстремальных условий. Во время вулканической активности оксид алюминия, находящийся в земной коре, подвергается нагреванию и сжатию, что приводит к его превращению в корунд - основной минерал, из которого состоят сапфиры. Затем магматические потоки поднимают эти кристаллы на поверхность Земли. В рамках исследования ученые собрали 223 микроскопических образца сапфиров из вулканического района Айфель в Германии. Эти образцы были подвергнуты вторичной ионной масс-спектрометрии, что позволило исследовать их состав и структуру с высокой точностью. Особое внимание уделялось включениям рутила и циркона, а также соотношению изотопов кислорода в оксиде алюминия. Рутил и циркон содержат уран, который со временем распадается с известной скоростью. Изучая этот процесс, ученые смогли установить возраст сапфиров и определить, когда именно они образовались. Датировка показала, что сапфиры формировались одновременно с активной вулканической деятельностью, которая и вывела их на поверхность. Этот процесс происходил на глубине около 7 километров под земной корой. Исследование также выявило, что на процесс образования сапфиров влияли различные факторы. В некоторых случаях решающую роль играло расплавление мантийной магмы, которая проникала сквозь породы, передавая им свои изотопные соотношения. В других случаях, когда расплав оказывался вблизи кристаллов, происходил интенсивный нагрев, что также способствовало их формированию. Таким образом, новое исследование позволяет лучше понять сложные процессы, происходящие в недрах Земли и ведущие к образованию одного из самых ценных драгоценных камней - сапфира. Открытие механизмов их формирования не только расширяет наши знания о геологических процессах, но и может помочь в поиске новых месторождений этих драгоценностей.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025