Aralık 14, 2023
Kuantum piller, düşük güçlü uygulamalarda geleneksel kimyasal pillerden daha iyi performans göstermek için atom altı olgulardan yararlanır.
Tokyo Üniversitesi'nden araştırmacılar, geleneksel nedenselliğe meydan okuyan ve kuantum pil verimliliğini artıran benzersiz bir kuantum süreci kullanıyor.
Kuantum piller şu anda deneysel aşamalarda mevcut olup, küresel araştırmalar taşınabilir ve düşük güçlü cihazlar için pratik uygulamalara odaklanmıştır.
Kuantum pillerdeki Belirsiz Nedensel Düzen (ICO) kavramı, daha düşük güç kaynaklarıyla bile daha verimli şarj edilmesini sağlar.
ICO'nun ilkeleri, ısı etkilerini azaltarak güneş paneli verimliliğini artırmak gibi diğer termodinamik süreçleri geliştirebilir.
Kuantum pillerini belirsiz nedensel sırayla şarj etmek. Klasik dünyada, bir pili iki şarj cihazı kullanarak şarj etmeye çalışırsanız, bunu sırayla yapmanız gerekir ve mevcut seçenekleri yalnızca iki olası siparişle sınırlandırırsınız. Bununla birlikte, ICO adı verilen yeni kuantum etkisinden yararlanmak, kuantum pillerini belirgin biçimde alışılmadık bir şekilde şarj etme olasılığının önünü açıyor. Burada, farklı sıralarda düzenlenmiş birden fazla şarj cihazı aynı anda mevcut olabilir ve bu da kuantum süperpozisyonunu oluşturur. (Resim: 2023 Chen ve diğerleri. CC-BY-ND)
Ters etkileşim etkisi. Yaygın sezgi, daha güçlü bir şarj cihazının daha güçlü bir şarja sahip bir bataryaya yol açtığını göstermektedir. Ancak ICO'dan kaynaklanan keşif bu ilişkide dikkate değer bir tersine dönüşü beraberinde getiriyor; artık daha enerjik bir pili çok daha az güçle şarj etmek mümkün hale geliyor. (Resim: 2023 Chen ve diğerleri. CC-BY-ND) Chen, "ICO ile, kuantum parçacıklarından oluşan bir pili şarj etme şeklinizin, pilin performansını büyük ölçüde etkileyebileceğini gösterdik" dedi. “Hem sistemde depolanan enerjide hem de termal verimlilikte büyük kazanımlar gördük. Ve biraz mantığa aykırı bir şekilde, beklediğinizin tersi olan bir etkileşimin şaşırtıcı etkisini keşfettik: Daha düşük güçlü bir şarj cihazı, aynı cihazı kullanan nispeten daha yüksek güçlü bir şarj cihazından daha yüksek verimlilikle daha yüksek enerjiler sağlayabilir." Ekibin araştırdığı ICO olgusu, yeni nesil düşük güçlü cihazları şarj etmenin ötesinde kullanım alanları bulabilir. Burada ortaya çıkan ters etkileşim etkisi de dahil olmak üzere temel prensipler, termodinamiği veya ısı transferini içeren süreçleri içeren diğer görevlerin performansını iyileştirebilir. Umut verici bir örnek, ısı etkilerinin verimliliklerini azaltabileceği güneş panelleridir, ancak ICO bunları hafifletmek ve bunun yerine verimlilik kazanımlarına yol açmak için kullanılabilir.
(Nanowerk Haberleri) Gücü elde etmek, dağıtmak ve depolamak için kuantum olgusunu kullanan piller, bazı düşük güçlü uygulamalarda geleneksel kimyasal pillerin yeteneklerini ve kullanışlılığını aşmayı vaat ediyor. Tokyo Üniversitesi'nden araştırmacılar da dahil olmak üzere ilk kez araştırmacılar, geleneksel nedensellik kavramını göz ardı eden, sezgisel olmayan bir kuantum sürecinden yararlanarak kuantum pilleri olarak adlandırılan pillerin performansını artırıyor ve bu geleceğin teknolojisini gerçeğe biraz daha yaklaştırıyor. Bulguları şu adreste yayınlandı: Physical Review Letters (“Kuantum Pillerin Belirsiz Nedensel Sırayla Şarj Edilmesi: Teori ve Deney”).
Önemli Noktalar
Kuantum pillerini belirsiz nedensel sırayla şarj etmek. Klasik dünyada, bir pili iki şarj cihazı kullanarak şarj etmeye çalışırsanız, bunu sırayla yapmanız gerekir ve mevcut seçenekleri yalnızca iki olası siparişle sınırlandırırsınız. Bununla birlikte, ICO adı verilen yeni kuantum etkisinden yararlanmak, kuantum pillerini belirgin biçimde alışılmadık bir şekilde şarj etme olasılığının önünü açıyor. Burada, farklı sıralarda düzenlenmiş birden fazla şarj cihazı aynı anda mevcut olabilir ve bu da kuantum süperpozisyonunu oluşturur. (Resim: 2023 Chen ve diğerleri. CC-BY-ND)
Araştırma
Atomaltı dünyayı yöneten fizik olan "kuantum" kelimesini duyduğunuzda, kuantum bilgisayarlarındaki gelişmeler manşetlere çıkar, ancak dikkat etmeye değer başka kuantum teknolojileri de vardır. Böyle bir öğe, başlangıçta adı kafa karıştırıcı olsa da, sürdürülebilir enerji çözümleri ve gelecekteki elektrikli araçlara olası entegrasyon açısından keşfedilmemiş bir potansiyele sahip olan kuantum pildir. Bununla birlikte, bu yeni cihazlar, özellikle şarj etme fırsatlarının kısıtlı olduğu durumlarda, çeşitli taşınabilir ve düşük güçlü uygulamalarda kullanım bulmaya hazırlanıyor. Şu anda kuantum piller yalnızca laboratuvar deneyleri olarak mevcuttur ve dünya çapındaki araştırmacılar, bir gün tamamen işlevsel ve pratik bir uygulamaya dönüştürülmesi umulan farklı yönler üzerinde çalışmaktadır. Tokyo Üniversitesi Bilgi ve İletişim Mühendisliği Bölümü'nden yüksek lisans öğrencisi Yuanbo Chen ve Doçent Yoshihiko Hasegawa, kuantum pilini şarj etmenin en iyi yolunu araştırıyorlar ve bu noktada zaman devreye giriyor. Kuantum pillerin avantajlarından biri de inanılmaz derecede verimli olmalarıdır ancak bu, şarj edilme şekillerine bağlıdır. Chen, "Akıllı telefonlar veya sensörler gibi düşük güçlü cihazlara yönelik mevcut piller, şarjı depolamak için genellikle lityum gibi kimyasallar kullanıyor, kuantum piller ise atom dizileri gibi mikroskobik parçacıklar kullanıyor" dedi. "Kimyasal piller klasik fizik yasalarına tabi olsa da, mikroskobik parçacıklar doğası gereği kuantumdur, bu nedenle onları küçük ölçeklerde olup bitenlere dair sezgisel fikirlerimizi bükecek, hatta kıracak şekilde kullanmanın yollarını keşfetme şansımız var. Kuantum parçacıklarının en temel deneyimlerimizden biri olan zamanı ihlal edecek şekilde nasıl çalışabildiğiyle özellikle ilgileniyorum." Araştırmacı Gaoyan Zhu ve Pekin Hesaplamalı Bilim Araştırma Merkezi'nden Profesör Peng Xue ile işbirliği içinde ekip, lazerler, mercekler ve aynalar gibi optik aygıtları kullanarak bir kuantum pili şarj etmenin yollarını denedi, ancak bunu başarma biçimleri, olayların gerçekleştiği yerde bir kuantum etkisini gerektiriyordu. gündelik şeyler gibi nedensel olarak bağlantılı değildir. Bir kuantum pili şarj etmek için kullanılan önceki yöntemler, birbiri ardına bir dizi şarj aşamasını içeriyordu. Ancak burada ekip bunun yerine belirsiz nedensel düzen veya ICO adını verdikleri yeni bir kuantum etkisi kullandı. Klasik alanda nedensellik açık bir yol izler; yani A olayı B olayına yol açıyorsa, B'nin A'ya neden olma olasılığı dışlanır. Bununla birlikte, kuantum ölçeğinde ICO, kuantum süperpozisyonu olarak bilinen ve her ikisinin de aynı anda doğru olabileceği her iki nedensellik yönünün de var olmasına izin verir.
Ters etkileşim etkisi. Yaygın sezgi, daha güçlü bir şarj cihazının daha güçlü bir şarja sahip bir bataryaya yol açtığını göstermektedir. Ancak ICO'dan kaynaklanan keşif bu ilişkide dikkate değer bir tersine dönüşü beraberinde getiriyor; artık daha enerjik bir pili çok daha az güçle şarj etmek mümkün hale geliyor. (Resim: 2023 Chen ve diğerleri. CC-BY-ND) Chen, "ICO ile, kuantum parçacıklarından oluşan bir pili şarj etme şeklinizin, pilin performansını büyük ölçüde etkileyebileceğini gösterdik" dedi. “Hem sistemde depolanan enerjide hem de termal verimlilikte büyük kazanımlar gördük. Ve biraz mantığa aykırı bir şekilde, beklediğinizin tersi olan bir etkileşimin şaşırtıcı etkisini keşfettik: Daha düşük güçlü bir şarj cihazı, aynı cihazı kullanan nispeten daha yüksek güçlü bir şarj cihazından daha yüksek verimlilikle daha yüksek enerjiler sağlayabilir." Ekibin araştırdığı ICO olgusu, yeni nesil düşük güçlü cihazları şarj etmenin ötesinde kullanım alanları bulabilir. Burada ortaya çıkan ters etkileşim etkisi de dahil olmak üzere temel prensipler, termodinamiği veya ısı transferini içeren süreçleri içeren diğer görevlerin performansını iyileştirebilir. Umut verici bir örnek, ısı etkilerinin verimliliklerini azaltabileceği güneş panelleridir, ancak ICO bunları hafifletmek ve bunun yerine verimlilik kazanımlarına yol açmak için kullanılabilir.
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64255.php
