Modyfikacje przenośnych baterii na poziomie molekularnym

Urządzenia elektroniczne tracą energię na skutek bezużytecznej produkcji ciepła. Jest to jeden z powodów, dla których nasze telefony komórkowe tak szybko się rozładowują. Naukowcy z Uniwersytetu w Luksemburgu postanowili zbadać dokładne przyczyny tego zjawiska. Zrozumienie tego procesu oraz ograniczenie marnotrawstwa energii jest możliwe poprzez kontrolowanie przepływu energii na poziomie molekularnym. Dzięki temu technologie będą tańsze w eksploatacji, a urządzenia mobilne bardziej wytrzymałe.

Modyfikacje przenośnych baterii na poziomie molekularnym

Rys.1 Zużyte baterie, autor: Gabriel Acquistapace

Do tej pory naukowcy mieli ograniczoną wiedzę na temat konwersji energii w nano-urządzeniach. Badania naukowców z Uniwersytetu Luksemburskiego dostarczyły wielu nowych danych. „Odkryliśmy, że uniwersalne właściwości wpływające na efektywność energetyczną nano-systemów ulegają zmianom,” wyjaśnia profesor Massimiliano Esposito z Uniwersytetu w Luksemburgu. Korzystając z tej wiedzy będzie można o wiele dokładniej kontrolować przepływ energii. Pozwoli to jednocześnie na ograniczenie i zredukowanie ilości strat.

Kontrola energetyczna może być osiągnięta poprzez regulator technologiczny. Blokuje on proces, w którym ciepło wytwarzane w jednej części urządzenia jest tracone na ogrzanie chłodniejszych obszarów. Pozwala to na ingerencję w drugie prawo termodynamiki. Jest ono jedną z podstawowych teorii fizyki. Teoretyczne zrozumienie sposobu regulacji przepływu energii budzi do życia „demona Maxwell’a”. Pojęcie to zostało wprowadzone przez James C. Maxwell’a, czołowego matematyka i fizyka XIX wieku. Uważał, że jedynie „demon” może obalić podstawowe prawa natury, pozwalając na przepływ zimnych cząsteczek w kierunku gorących obszarów.

Ostatnie badania opisujące to zagadnienie zostały opublikowane w Physical Review X oraz Nature Communications. Zespoły badawcze pod kierownictwem profesora Esposito zastosowały modele matematyczne w celu opracowania wyników badań. Idee te będą dalej rozwijane w laboratorium. Potrzeba dłuższego czasu zanim będzie możliwe opracowanie praktycznego zastosowania technologicznego.

  1. Gatien Verley, Massimiliano Esposito, Tim Willaert, Christian Van den Broeck.The unlikely Carnot efficiency. Nature Communications, 2014; 5: 4721 DOI:1038/ncomms5721
  2. Jordan M. Horowitz, Massimiliano Esposito.Thermodynamics with Continuous Information Flow. Physical Review X, 2014; 4 (3) DOI:1103/PhysRevX.4.031015
  3. http://www.sciencedaily.com/releases/2014/11/141106082626.htm

Opracował: Karol Madejczyk

Korekta: Maciej Bielak-Wolanin

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*