تعرف على مزايا ”الشحن الكمى” للمركبات الكهربائية
عندما يتعلق الأمر بتبنى المركبات الكهربائية، فإن المشكلة الرئيسية التى يشكو الناس منها هى بطء الشحن - لا سيما بالمقارنة مع ضخ الغاز. لحل لغز وقت الشحن تحول فريق من العلماء من مركز الفيزياء النظرية للأنظمة المعقدة فى IBS إلى عالم فيزياء الكم.
استلهم الفريق من دراسة أجريت عام 2012 ، والتى اقترحت "مفهوم البطارية الكمية" ، أى نظام ميكانيكى كم يعمل كجهاز تخزين للطاقة.
وفقًا لدراسة عام 2021 والعديد من الدراسات الأخرى التى أعقبت ذلك على سبيل المثال، بفضل الموارد الكمومية يمكن للبطاريات الكمومية أن تقدم مزايا متعددة على نظيراتها التقليدية، حسبما نقل موقع thenextweb.
من بين الفوائد المثيرة للاهتمام إمكانية الشحن بمعدل أسرع بكثير.
يكمن مصدر هذه التسريع الكمومى فى استخدام "عمليات التشابك" ، حيث يتم شحن خلايا البطارية بشكل جماعى ككل. فى المقابل يتم شحن خلايا البطارية التقليدية بشكل متوازٍ ومستقل عن بعضها البعض، مما يؤدى إلى إبطاء العملية برمتها.
يتم قياس فائدة هذا الشحن الجماعى بنسبة تسمى "ميزة الشحن الكمي".
سعى فريق بحث IBS لاكتشاف مقدار زيادة سرعة الشحن.
من خلال إجراء سلسلة من التجارب النظرية ، وجد العلماء أن الشحن الجماعى ، المعروف أيضًا باسم "بروتوكول العمليات العالمية" ، يمكن أن يحقق التدرج التربيعى فى سرعة الشحن.
هذا يعنى أنه مع زيادة حجم البطاريات الكمية ، يصبح وقت الشحن أسرع - على عكس البطاريات التقليدية ، حيث كلما زاد عدد خلايا البطارية ، زاد وقت الشحن.
لوضعها بالأرقام ، إذا انتقلنا من خلية بطارية واحدة فى EV إلى 10 خلايا ، فإن سرعة الشحن تزيد بمقدار أربعة أضعاف ، وإذا انتقلنا من خلية واحدة إلى 10 خلايا ، تزداد سرعة الشحن بمعامل 100.
وفقًا للباحثين بالنسبة لبطارية EV نموذجية تتكون من 200 خلية، قد يؤدى الشحن الكمى إلى سرعة شحن أسرع 200 مرة من البطاريات التقليدية.
بناءً على هذه التقديرات سينخفض شحن EV فى المنزل من 10 ساعات إلى ثلاث دقائق. وفى المحطات عالية السرعة ، تنخفض أوقات الشحن من نصف ساعة إلى ثوانٍ معدودة.
ومع ذلك وبقدر ما يبدو هذا رائداً يحذر الباحثون من أنه لا يزال هناك العديد من الأسئلة التى يجب الإجابة عليها ، وأن تقنيات الكم تحتاج إلى سنوات من البحث قبل أن يتم تقديمها كبديل تجارى للطاقة الخضراء.
