Képzeld el, hogy a lemerült laptopodat vagy telefonodat egy perc, az elektromos autódat pedig akár 10 perc alatt feltöltheted!
Bár ma még nem lehetséges, a Colorado Boulder Egyetem tudósai látható közelségbe hozták azokat a fejlesztéseket, amelyekkel a laptop- vagy telefontöltés egyetlen perc alatt lehetséges, de még egy elektromos autó is 10 perc alatt feltölthető. Az eredményeket nemrég erősítették meg Proceedings of the National Academy of Science folyóiratban. A tanulmány szerint Ankur Gupta laboratóriumának köszönhető az áttörés, amivel lényegében átírják a fizika néhány régóta betonbiztosnak hitt törvényét.
A tudósok azt kutatták, hogy hogyan mozognak az apró töltött részecskék, az ionok, egy apró pórusokból álló bonyolult hálózatban. A felfedezés hatékonyabb energiatároló eszközök, például szuperkondenzátorok kifejlesztéséhez vezethet. „Figyelembe véve az energia kritikus szerepét a bolygó jövőjében, úgy éreztem, hogy ez a kevéssé feltárt téma tökéletes új lehetőségeket kínál” – mondta Gupta. A vezető tudós szerint számos kémiai mérnöki technikát alkalmaznak a porózus anyagok áramlásának tanulmányozására, például az olajtárolók és a vízszűrés esetében, de ezeket még nem használták ki bizonyos energiatároló rendszerekben.
A felfedezés jelentősége nemcsak a járművek és elektronikai eszközök energiatárolása – pl. a telefontöltés – szempontjából fontos, hanem az elektromos hálózatok számára is, amelyekben az ingadozó energia-felhasználás hatékony tárolást igényel, hogy kisebb kereslet idején elkerüljék a pazarlást, magasabb kereslet esetén pedig biztosítsák a gyors ellátást. A szuperkondenzátorok, amelyek az ionok felhalmozódására támaszkodnak, gyors töltési idővel és hosszabb élettartammal rendelkeznek a hagyományos akkumulátorokhoz képest. Ilyen eszközök gyártása vált lehetségessé a kolorádiói egyetem felfedezése által.
180 éves fizikai törvényt írnak át
„A szuperkondenzátorok elsődleges vonzereje a sebességükben rejlik. De hogyan tehetjük gyorsabbá az energia töltését és felszabadítását? Hát az ionok hatékonyabb mozgásával” – szögezte le Gupta, akinek a kutatásai Kirchhoff 1845 óta fennálló azon törvényét módosítja, amit az áram elektromos áramkörökben történő áramlásáról írt és máig középiskolai tananyag.
Az elektronokkal ellentétben az ionok az elektromos mezők és a diffúzió hatására mozognak, de a kutatók megállapították, hogy ez a folyamat másképpen zajlik a pórusok kereszteződéseinél, mint ahogy azt Kirchhoff gondolta. A tanulmány előtt az ionok mozgását csak egyenes pórusban írta le a szakirodalom. E kutatás révén viszont az ionok mozgása több ezer összekapcsolt pórus bonyolult hálózatában szimulálható és előre jelezhető, néhány perc alatt. „Megtaláltuk a hiányzó láncszemet” az elektronikai eszközök tényleg villámgyors töltése felé vezető úton – fogalmazott Gupta, akinek már látjuk is a kezében a következő évi fizikai Nobel-díjat. Szebb, gyorsabb töltéssel kecsegtető jövő elé nézünk, és ez remek hír, mert lassan már mindenünk IS akkumulátorról üzemel. Jó lenne, ha csak egy perc – ennyi lenne feltölteni őket, mert összehasonlíthatatlanul kényelmesebbé tenné az életet.
Forrás: leetgaming.com
Kép forrása: Shutterstock