Kanadalaisen Albertan yliopiston tutkijat ovat kehittäneet suunnitelman uudenlaiselle kvanttiakulle yhteistyössä Toronton yliopiston kanssa. Tutkimus tarjoaa teoreettisen osoituksen siitä, että häviöttömän eksitonisen kvanttiakun luominen on mahdollista.
Akun häviöttömyys tarkoittaa, että se voi varastoida energiaa loputtomiin ilman vuotoja, mikä on erittäin tavoiteltava ominaisuus akuille. Toisaalta akun eksitonisuus tarkoittaa, että akku voidaan ladata virittämällä sen elektroneja valolla.
- Tunnetummat akut tukeutuvat klassisiin sähkökemiallisiin periaatteisiin, kun taas kvanttiakut tukeutuvat yksinomaan kvanttimekaniikkaan. Kvanttiakku on pieni, nanokokoinen akku, joka on tarkoitettu käytettäväksi nanomittakaavan sovelluksissa, toteaa Albertan yliopiston kemian laitoksen apulaisprofessori Gabriel Hanna.
Kvanttiakusta voi tulla tärkeä komponentti monissa kvanttilaitteissa. Niitä voidaan käyttää esimerkiksi tulevaisuudessa kvanttitietokoneiden virransyöttöön. Käytännössä ne voitaisiin rakentaa käyttämällä nykyisiä tekniikoita.
Idean toteuttamiseksi tutkimusryhmä harkitsi avointa kvanttiverkkomallia, jolla on korkea rakenteellinen symmetria, alustana eksitonisen energian varastointiin. Tätä mallia käyttämällä he osoittivat, että energiaa on mahdollista varastoida ilman häviöitä.
- Tärkeintä on valmistaa tämä kvanttiverkko niin kutsuttuun pimeään tilaan. Pimeässä tilassa verkko ei voi vaihtaa energiaa ympäristönsä kanssa. Pohjimmiltaan järjestelmästä tulee immuuni kaikille ympäristövaikutuksille. Tämä tarkoittaa, että akku on erittäin kestävä energiahäviöitä vastaan, Gabriel Hanna selventää.
Tätä mallia käyttämällä tutkijat ehdottivat myös yleistä menetelmää varastoidun energian purkamisen akusta tarpeen mukaan, johon sisältyy verkon rakenteellisen symmetrian rikkominen hallitulla tavalla.
Tulevaisuuden tutkimuksessa tutkitaan toteuttamiskelpoisia tapoja akun lataamiseen ja purkamiseen, samoin kuin keinoja akun mitoittamiseen käytännöllisissä sovelluksissa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 1.11.2019
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
