ساخت باتری دیجیتال کوانتومی

طبق نظریه تازه فیزیکدانان، براساس پدیده کوانتوم، ارتقای قابل توجهی در باتری‌ها ایجاد می‌شود که به طور بالقوه چگالی انرژی را 10 برابر باتری‌های لیتیوم یون می‌کند. بر این اساس، میلیون‌ها خازن بسیار کوچک می‌تواند با بهره‌گیری از اثرات کوانتومی بر جرقه‌های الکتریکی غلبه کند و این پدیده، شکست الکتریکی است که باعث محدود شدن میزان شارژ خازن‌های معمولی می‌شود.

کد خبر: ۳۰۷۷۷۲

در این مطالعه پژوهشگران دانشگاه ایلی‌نویز، ظرفیت ذخیره انرژی آرایه‌ای از نانولامپ‌های خلا که مقدار بسیار کمی گاز داشتند را مورد ارزیابی قرار دادند.

زمانی که فاصله بین الکترودهای لامپ به 10 نانومتر می‌رسید، جرقه الکتریکی داخل آن از بین می‌رفت و از اتلاف انرژی جلوگیری می‌شد. بعلاوه هر لامپ قادر بود نشانی بدهد که به وسیله آن می‌توان ذخیره داده‌ها را براساس انباره انرژی انجام داد. فیزیکدانان معتقدند که تحت این شرایط و یک میدان الکتریکی وسیع می‌توان دانسیته انرژی را در هر شرایطی 2 تا 10 برابر بهترین فناوری‌های موجود در باتری‌های امروزی افزایش داد. همچنین چگالی باتری‌ها را می‌توان بیش از مقدار موجود افزایش داد. نشت الکتریسیته نیز به این روش کاهش می‌یابد.

باتری‌های ساخته شده با استفاده از این فناوری طول عمر نامحدود خواهند داشت. دانشمندان معتقدند اولین نمونه این باتری تا سال آینده ساخته می‌شود.

از آنجا که چگالی انرژی به نوع مواد به کار رفته در ساخت باتری بستگی ندارد، می‌توان این باتری‌ها را از مواد ارزان و غیرسمی ساخت. نانولامپ‌های خلا را می‌توان با استفاده از روش فتولیتوگرافی ساخت و به آسانی آن را با آی‌سی‌ها ترکیب کرد. به نظر فیزیکدانان، این نانولامپ‌های خلا با توجه به امکان ذخیره داده می‌تواند 2 ورودی داشته باشد، یک ورودی برای انرژی و ورودی دوم برای اطلاعات.

به عنوان مثال برای ذخیره عدد 22 ابتدا آن را به معادل باینری یعنی 10110 تبدیل میکنیم ، سپس ورودی انرژی را برای شارژ لامپ‌های اول، سوم و چهارم استفاده کرده و لامپ دوم و پنجم را در شارژ نگه میداریم.

محققان معتقدند که مفهوم باتری‌های دیجیتال کوانتومی را می‌توان به روش‌های مختلفی در فناوری‌های متعدد مشاهده کرد. اگر از منظر الکترونیک دیجیتال به آن نگاه کنید، فناوریFlash را می‌بینید. اگر از دیدگاه مهندسی برق به آن نگاه کنید، لامپ‌های خلا کوچکی مانند آنچه در تلویزیون‌های پلاسما وجود دارد را می‌بینید و اگر با دید یک فیزیکدان به آن نگاه کنید، شبکه‌ای از خازن‌ها را خواهید دید.