CSIRO, RMIT மற்றும் மெல்போர்ன் பல்கலைக்கழகம் ஆகியவை வெற்றிகரமாக ஒரு குவாண்டம் பேட்டரி முன்மாதிரியை கோட்பாட்டிலிருந்து நடைமுறையில் உருவாக்கியுள்ளன, அதாவது ஆற்றல் மற்றும் இயற்பியல் அறிவியல் ஆகிய இரண்டும் இப்போது ஆற்றல் தொழில்நுட்பத்திற்கு இந்த மாற்றத்தை ஏற்படுத்தியுள்ளன. பாரம்பரிய மின்வேதியியல் செல்கள் அவற்றின் ஆற்றல் சேமிப்பிற்காக இரசாயன எதிர்வினைகளை நம்பியிருக்கும் அதே வேளையில், இந்த கரிம மின்கலமானது குவாண்டம் இயக்கவியலின் கொள்கைகளைப் பயன்படுத்துகிறது. சூப்பர் எக்ஸ்டென்சிவ் சார்ஜிங் (ஒரு பேட்டரி அளவு அதிகரிக்கும் போது வேகமாக சார்ஜ் செய்யும் போது) இந்த வளர்ச்சியை வரையறுக்கும் முக்கிய பண்புகளில் ஒன்றாகும்; எனவே, குவாண்டம் பேட்டரி, வழக்கமான பேட்டரிகளில் பொதுவாகக் காணப்படும் சிதைவுக் காரணியின் அளவு அதிகரிக்கும்போது அதை முறியடிக்கும். இந்த அறை வெப்பநிலையின் முன்மாதிரியானது, லேசர்களைப் பயன்படுத்தி, உடனடி சார்ஜிங் மற்றும் நீண்ட தூர வயர்லெஸ் மின் பரிமாற்றத்தை அனுமதிக்கும்.
ஒளியைப் பயன்படுத்தி சார்ஜ் செய்யும் குவாண்டம் பேட்டரி
நேச்சரில் வெளியிடப்பட்ட ஆராய்ச்சி, லேசர் ஆற்றல் மூலம் வயர்லெஸ் சார்ஜிங்கிற்காக பல அடுக்கு ஆர்கானிக் செமிகண்டக்டரைப் பயன்படுத்தி ப்ரூஃப்-ஆஃப்-கான்செப்ட் சாதனம் உருவாக்கப்பட்டது என்பதைக் காட்டுகிறது. குவாண்டம் ‘கூட்டுறவு’ விளைவுகளைப் பயன்படுத்தி ஃபோட்டான்களைப் பிடிக்கவும், அதன் பேட்டரியை சார்ஜ் செய்யும் நிலைமைகளை உருவாக்கவும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் மைக்ரோ கேவிட்டியைப் பயன்படுத்த முடிந்தது. எனவே, இந்த வகை பேட்டரி பாரம்பரிய இரசாயன பேட்டரிகளை விட மிக வேகமாக சார்ஜ் செய்ய முடியும், ஏனெனில் இது அயனி இயக்கத்தின் உடல் வரம்பைச் சார்ந்திருக்க வேண்டியதில்லை.
நேரியல் வரம்புகளுக்கு அப்பால்: பேட்டரி சார்ஜிங் தடையின் முடிவு
இந்த ஆய்வின் மூலம், ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு முக்கிய கண்டுபிடிப்பையும் செய்தனர்: கிளாசிக்கல் இயற்பியலால் விதிக்கப்பட்ட வரம்புகள் இல்லாமல், குவாண்டம் பேட்டரிகளை சார்ஜ் செய்யக்கூடிய விகிதத்தை நிர்வகிக்கும் நேரியல் விதிகள் எதுவும் இல்லை. பாரம்பரிய அமைப்புகளில், கணினியின் மொத்த திறனில் கூடுதல் செல்கள் சேர்க்கப்படுவதால், அவை பொதுவாக சார்ஜ் செய்யும் விகிதத்தை குறைக்கின்றன, இதனால் சார்ஜிங் செயல்முறை சிக்கலாகிறது. அவற்றின் முன்மாதிரியான குவாண்டம் பேட்டரியில், மூலக்கூறுகளின் ‘கூட்டுறவு’ தன்மையின் காரணமாக, கூடுதல் குவிட்களைச் சேர்ப்பதன் மூலம், குவிட்களின் ஆற்றல் உறிஞ்சுதல் விகிதத்தை மேம்படுத்த அனைத்து குவிட்களும் ஒன்றிணைந்து செயல்பட உதவுகிறது, இது ‘சூப்பர்அப்சார்ப்ஷன்’ என பெயரிடப்பட்டுள்ளது.
கரிமப் பொருட்கள் குவாண்டம் நிலையை எவ்வாறு கட்டுப்படுத்தின
வரலாற்று ரீதியாக, குவாண்டம் நிலையைப் பாதுகாக்க சப்ஜெரோ வெப்பநிலையில் பராமரிக்க வேண்டிய பல குவாண்டம் சோதனைகள் இப்போது அறை வெப்பநிலையில் நடைபெறலாம், கரிமப் பொருட்களின் சாத்தியக்கூறுகளின் கண்டுபிடிப்புக்கு நன்றி. ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு விநியோகிக்கப்பட்ட ப்ராக் பிரதிபலிப்பாளரையும் (உயர் பிரதிபலிப்பு கண்ணாடியின் ஒரு வடிவம்) ஒளி-பொருள் தொடர்புகளை எளிதாக்குவதற்குப் பயன்படுத்தியுள்ளனர், இதனால் ஆற்றல் சேமிக்கப்படுகிறது, ஆனால் உடனடியாக பொருத்தமற்றதாக மாறுவதற்கான வாய்ப்புகள் குறைவு.
குவாண்டம் பேட்டரிகள் அடுத்த தலைமுறை EV களுக்கு எவ்வாறு சக்தி அளிக்கும்
CSIRO இன் படி, இந்த ஆராய்ச்சி திட்டம் இறுதியில் தொழில்நுட்பத்தை நுகர்வோர் மட்டத்திற்கு கிடைமட்டமாக அளவிடுவதை இலக்காகக் கொண்டுள்ளது, அதாவது மின்சார வாகனங்களை (EVs) இயக்க தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துகிறது. இதன் பொருள் என்னவென்றால், மின்காந்த கதிர்வீச்சு (ஒளி/லேசர்கள்) மூலம் மின்சாரம் மூலம் பேட்டரியை சார்ஜ் செய்வதோடு கூடுதலாக, ஆராய்ச்சியாளர்கள் காற்றில் சார்ஜிங் என்று அழைக்கும் சாத்தியம் உள்ளது. இந்த வகையான சார்ஜிங் மின்சார வாகனங்கள் மற்றும் கையடக்க சாதனங்களை தொலைவில் இருந்து இயக்குவதற்கு அனுமதிக்கும்.
