Fremtidens kvantebatterier kan lade elbiler op på 9 sekunder
Elbiler har i det seneste årti været under hastig udbredelse, og det skyldes især udviklingen af batterier, som fortsætter med at kunne rumme mere og mere energi og samtidig bliver i stand til at lade hurtigere op.
Udviklingen af batterier til elbiler er dog på ingen måde ved at toppe. Fremtiden kan nemlig byde på en helt ny type batterier, der bruger egenskaber fra kvantemekanik. Kvantebatterier, som de hedder, vil løse nogle af de udfordringer, som mange elbilejere i dag oplever med lithium-ion-batterier: Langsom opladning.
Læs også: Elbiler – alt om teknologien, der skal sikre den grønne omstilling
Lader alle battericeller op på én gang
Udnyttelsen af kvanteeffekter såsom kvantemekanisk sammenfiltring inden for batteriteknologi har forskere undersøgt siden 2012. Siden da har teorien gået på, at opladning af batterier kan fremskyndes markant ved at lade alle battericellerne i batteripakken op samtidig. Det er ikke muligt i klassiske batteripakker, der indeholder flere celler. Her lades hver celle nemlig op parallelt og uafhængigt af hinanden.
Der har hidtil været forsket i to forskellige tilgange til opladning af batterier med kvanteeffekter:
- Global styring, hvor alle celler taler med alle hinanden samtidig svarende til at alle sidder ved samme bord og snakker sammen
- Alt-til-alt-kobling, hvor hver celle kan tale med en anden celle svarende til at have mange samtaler om et bord, men hver samtale har kun to deltagere
Den nyeste forskning fra Center for Theoretical Physics of Complex Systems ved Institute for Basic Science (IBS) har afdækket, at det er tilstedeværelsen af den globale styring, der giver de kvantemekaniske effekter ved opladning af batterier.
“Kilden til denne kvanteforøgelse ligger i brugen af sammenfiltrede operationer, hvor cellerne oplades kollektivt som en helhed,” lyder det i studiet.
9 sekunder opladning på ladestation
Forskerne er samtidig også blevet meget klogere på, hvilke fordele kvantebatterier kan give. Modsat normale batterier, hvor ladehastigheden forøges lineært med antallet af battericeller, så stiger den kvadratisk med kvantebatterier.
Et typisk elbilbatteri indeholder omkring 200 celler. Med kvanteopladning vil det føre til 200 gange hurtigere opladning i forhold til normale batterier. Dermed vil en opladning af elbilen i hjemmet, der typisk 10 timer, kunne klares på blot 3 minutter.
En opladning på en lynladestation vil kunne klares på kun 9 sekunder i stedet for 30 minutter, lyder det fra forskerne bag det nye studie. Der vil altså være massive gevinster at hente på ladehastigheden ved at bruge kvanteopladning. Hvordan det påvirker batteriernes holdbarhed over tid, er endnu uklart.
Har potentiale til meget mere elbiler
Ifølge forskerne har teknologien ikke kun potentiale til at revolutionere opladningen af elbiler. Også andet forbrugerelektronik kan oplades lynhurtigt.
Der er også et enormt potentiale i at bruge batteriteknologien i fremtidens fusionskraftværker, som vil kræve enorme mængder af energi til at blive afgivet og frigivet på én gang.
Teknologien er stadig ny og uafprøvet i praksis, så der venter fortsat mange års forskning forude. Forskerne er dog overbeviste om, at kvantebatterier vil være i stand til at revolutionere den måde, vi bruger energi på, og bringe os et skridt nærmere en bæredygtig fremtid.