Квантовая батарея

19.03.2026

Развитие систем хранения энергии остается одной из ключевых задач современной физики и инженерии, поскольку от эффективности аккумуляторов зависит прогресс в электронике, транспорте и энергетике. На этом фоне особый интерес вызывают технологии, выходящие за рамки классической электрохимии и использующие законы квантовой механики. Именно к таким направлениям относятся так называемые квантовые батареи.

Австралийская группа исследователей сообщила о создании первого экспериментального прототипа квантовой батареи. Эта работа рассматривается как важный шаг в области, которая впервые была описана в 2013 году как теоретическая концепция. Тогда ученые предположили, что квантовые эффекты могут быть использованы для хранения и передачи энергии с большей эффективностью, чем в традиционных аккумуляторах.

Как сообщает The Guardian, созданный прототип способен заряжаться беспроводным способом с использованием лазерного излучения. По мнению исследователей, это демонстрирует возможность построения полностью функциональных систем нового типа, в которых зарядка может происходить значительно быстрее по сравнению с классическими технологиями.

Ведущий исследователь проекта, доктор Джеймс Квач из Национального научного агентства Австралии, отметил, что данная работа впервые демонстрирует полный цикл работы батареи. Речь идет о процессе, включающем зарядку, хранение и последующую разрядку энергии в рамках одной системы. По его словам, в традиционных аккумуляторах время зарядки увеличивается пропорционально их размеру, что хорошо видно на примере повседневных устройств: мобильный телефон заряжается примерно за 30 минут, тогда как электромобилю требуется значительно больше времени, иногда до ночи.

В случае квантовых систем ситуация принципиально иная. Джеймс Квач подчеркивает, что такие батареи обладают уникальным свойством: чем больше система, тем быстрее она может заряжаться. Этот эффект связан с явлением коллективного взаимодействия квантовых элементов, при котором увеличение числа частиц ускоряет процесс накопления энергии.

Экспериментальный прототип продемонстрировал крайне высокую скорость зарядки, измеряемую в фемтосекундах, то есть в квадриллионных долях секунды. При этом энергия сохраняется в течение наносекунд, что примерно на шесть порядков величины дольше по сравнению с временем зарядки. Несмотря на кратковременность хранения, такие результаты имеют важное значение для понимания фундаментальных процессов.

Для наглядности Джеймс Квач пояснил, что если бы классическая батарея заряжалась за одну минуту, то увеличение времени хранения на шесть порядков означало бы возможность удерживать заряд в течение нескольких лет. Хотя в текущем виде технология далека от практического применения, она демонстрирует потенциал принципиально нового подхода к энергетическим системам.

Создание прототипа квантовой батареи показывает, что квантовые эффекты могут стать основой для будущих технологий хранения энергии. Пока речь идет о лабораторных экспериментах, однако они уже сейчас задают направление для развития более быстрых и эффективных энергетических систем.

<< Назад: Страх старения ускоряет время 19.03.2026

>> Вперед: Скрытое море под солью 18.03.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Выращены квантовые точки для электроники будущего 24.01.2019 Сингапурские специалисты перевернули с ног на голову принцип создания квантовых точек дихалькогенидов переходных металлов - материалов будущего, схожих по открывающимся возможностям с графеном. Двумерные дихалькогениды переходных металлов (TMD), такие как молибдениты (MoS2), обладающие схожей с графеном структурой, считаются материалами будущего с широким спектром применения. Из них можно делать сенсоры, катализаторы, фотодетекторы и устройства хранения энергии. Аналог этих материалов - квантовые точки - еще больше расширяет оптические и электронные свойства TMD. Однако синтез дихалькогенидов переходных металлов - непростая задача. Обычно это выглядит так: минеральную руду измельчают до наномасштаба физическим или химическим путем, а затем очищают в несколько этапов. В случае квантовых точек процесс еще более сложный из-за их крошечного размера. Новый подход, предложенный учеными Национального университета Сингапура, построен на другом принципе. Исследователи научились создавать квантовые точки определенного размера "снизу вверх": через реакцию оксидов или хлоридов переходных металлов с предшественником халькогенов. Этот метод позволил синтезировать семь видов квантовых точек и изменить их электронные и оптические свойства. Для того чтобы продемонстрировать свой метод в действии, ученые создали прототип биомедицинского устройства для фотодинамической терапии из квантовых точек MoS2. В современной онкологии для фотодинамической терапии используют светочувствительные органические компоненты, которые уничтожают раковые клетки под воздействием окислительного стресса. Эти органические вещества могут оставаться в организме в течение нескольких дней, и пациентам в это время советуют воздержаться от воздействия ярких лучей. Квантовые точки TMD представляют собой щадящую альтернативу, поскольку молибден и некоторые другие переходные металлы быстро усваиваются организмом. Однако потенциал квантовых точек TMD выходит далеко за пределы биомедицины. Сингапурские исследователи работают над их оптимизацией и надеются найти им применение в дисплеях нового поколения, электронике и солнечных элементах. Американские ученые считают, что атомно-тонкие полупроводники из дихалькогенидов переходных металлов позволят в миллион раз разогнать компьютеры и повысить энергоэффективность хранения информации. По их оценке, такие полупроводники потенциально могут обрабатывать информацию со скоростью фемтосекунд.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026