| |
Аккумуляторы светлого завтра
Александр Альбов (С.-Петербург)
В последние месяц-два в мире аккумуляторов происходят поистинне удвительные вещи...
 1. Квантовые аккумуляторы
Ученые из университета штата Иллинойс (UUIC, University of Illinois at Urbana-Champaign, США) предложили новую конструкцию аккумуляторов, способных в 10 раз превзойти по емкости лучшие на сегодняшний день литий-ионные батареи.
Обычные накопители электроэнергии состоят из двух электродов, выполненных в макроразмерах. Они отделены друг от друга слоем изолятора. Прикладывая к электродам напряжение, пользователь наращивает электрический заряд в изоляторе, накапливая энергию. Однако такая технология сильно ограничена по емкости, допускает возможность внештатной разрядки.
По сути, новые "цифровые квантовые батареи" представляют собой комплекс из миллиардов крохотных конденсаторов нанометрового размера. В каждом из отдельных накопителей электроды находятся на расстоянии всего 10 нанометров - на этом расстоянии умещается всего около 100 атомов. На таких расстояниях практически отсутствует эффект электрической дуги, возникающей под напряжением между пластинами, которые отделены друг от друга изоляцией, - главная причина утечки заряда в обычных, крупных конденсаторах. Защитой от дугового эффекта служат те же квантовые эффекты, которые увеличивают емкость наноконденсаторов. Вообще говоря, ученые уже много лет знают об аномально мощных электрических полях, которые можно создавать в нанометровых конденсаторах, но до сих пор применения этому явлению не находилось.
Как заявляют разработчики, в новом таком аккумуляторе активно используются квантовые эффекты, возникающие при взаимодействии частиц в масштабе отдельных атомов. Эти эффекты порождают необычно мощные электрические поля, что позволяет накапливать в каждом "наноконденсаторе" огромный для его размеров объем энергии.
Разработчики квантового аккумулятора также обещают, что помимо увеличенной емкости новые батареи будут обладать высокой скоростью зарядки. Поэтому для полной зарядки телефона, оснащенного квантовой батареей, потребуется всего несколько минут.
Сообщество ученых и промышленников уже заявляет о перспективности данной технологии, однако без "но" здесь не обошлось. В настоящий момент технология квантовых батарей существует только на бумаге и в форме теоретических выкладок. На создание прототипа уйдет не меньше года. Это значит, что в серийное производство технология может поступить не ранее чем через десять лет.
|
