tin tức Công nghệ lượng tử giúp sạc xe điện trong 9 giây

HÀN QUỐC-Các nhà nghiên cứu cho rằng ứng dụng công nghệ pin lượng tử giúp tốc độ sạc tăng gấp 200 lần, mở ra tiềm năng ứng dụng lớn.

Minh họa xe điện ngày nay (trên) với xe điện tương lai dùng công nghệ pin lượng tử (dưới) giúp tốc độ sạc tăng gấp 200 lần. Ảnh: IBS

Những cải tiến vượt bậc trong công nghệ pin giúp người lái xe điện ngày nay có thể đi được những quãng đường dài. Tuy nhiên, họ vẫn phải đối mặt với một khó khăn lớn là tốc độ sạc pin chậm. Hiện tại, xe điện thường mất khoảng 10 tiếng để sạc đầy tại nhà. Những bộ sạc siêu nhanh tại các trạm sạc cũng cần 20 - 40 phút cho xe đầy pin. Điều này khiến người dùng cảm thấy bất tiện và tốn thêm chi phí.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học thử tìm kiếm câu trả lời trong lĩnh vực vật lý lượng tử và phát hiện, công nghệ lượng tử có thể hứa hẹn những cơ chế mới giúp sạc pin nhanh hơn. Công nghệ pin lượng tử được đề xuất lần đầu tiên trong một nghiên cứu xuất bản năm 2012 của hai nhà khoa học Robert Alicki và Mark Fannes. Giả thuyết đặt ra là các tài nguyên lượng tử, ví dụ rối lượng tử, có thể dùng để tăng tốc đáng kể quá trình sạc pin bằng cách sạc tất cả tế bào (cell) trong pin cùng lúc theo kiểu tập hợp.

Pin hiện đại dung lượng cao có thể gồm rất nhiều tế bào. Trong pin truyền thống, các tế bào được sạc song song độc lập với nhau. Ưu điểm của sạc tập hợp so với sạc song song có thể đo lường bằng "lợi thế sạc lượng tử".

Khoảng năm 2017, các nhà nghiên cứu nhận thấy có thể có hai nguyên nhân đằng sau lợi thế lượng tử này. Đó là vận hành toàn cầu (trong đó mọi tế bào trao đổi với tất cả các tế bào khác cùng lúc, giống như mọi người ngồi chung một bàn trong cuộc thảo luận) và ghép cặp toàn bộ (nhiều cuộc thảo luận diễn ra, nhưng mỗi cuộc chỉ có hai người). Tuy nhiên, giới chuyên gia khi đó chưa rõ liệu có phải cả hai điều này đều cần thiết và liệu có giới hạn về tốc độ sạc tối đa hay không.

Các nhà khoa học tại Trung tâm Vật lý Lý thuyết về các Hệ thống Phức tạp thuộc Viện Khoa học Cơ bản (IBS), Hàn Quốc, tìm hiểu thêm về những câu hỏi này và nhận được một số đáp án. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Physical Review Letters hôm 21/3.

Theo đó, ghép cặp toàn bộ không liên quan đến pin lượng tử và sự hiện diện của vận hành toàn cầu là yếu tố duy nhất trong lợi thế lượng tử. Nhóm nghiên cứu tiếp tục chỉ ra nguồn gốc chính xác của lợi thế này, loại trừ các khả năng khác, thậm chí đề xuất một phương pháp thiết kế dạng pin như vậy.

Ngoài ra, họ cũng định lượng tốc độ sạc có thể đạt được nhờ công nghệ mới. Trong khi tốc độ sạc tối đa tăng tuyến tính theo số lượng tế bào trong pin truyền thống, nghiên cứu mới cho thấy pin lượng tử ứng dụng vận hành toàn cầu có thể khiến tốc độ sạc tăng bình phương.

Ví dụ, với một chiếc xe điện điển hình có pin gồm khoảng 200 tế bào, việc sử dụng công nghệ sạc lượng tử sẽ giúp tăng tốc 200 lần so với pin truyền thống, đồng nghĩa thời gian sạc tại nhà giảm từ 10 tiếng xuống còn khoảng 3 phút. Tại các trạm sạc tốc độ cao, thời gian sạc sẽ giảm từ 30 phút xuống chỉ còn 9 giây.

Nhóm nghiên cứu cho rằng ảnh hưởng của sạc lượng tử có thể vượt xa ôtô điện và thiết bị điện tử tiêu dùng. Ví dụ, các chuyên gia có thể ứng dụng công nghệ này trong các nhà máy điện nhiệt hạch tương lai, loại nhà máy đòi hỏi một lượng lớn năng lượng được sạc và xả trong thời gian cực ngắn.

Các công nghệ lượng tử vẫn còn thô sơ và cần phát triển thêm nhiều mới có thể triển khai thực tế. Tuy nhiên, những nghiên cứu như trên sẽ tạo ra một hướng đi đầy hứa hẹn, thúc đẩy các cơ quan và doanh nghiệp đầu tư hơn vào loại công nghệ này.

Click to expand...

Tanloc9090 said:

Xe điện vừa chạy vừa sạc như đt được không, nếu được mua cái máy phát điện để sau cốp dự phòng

Click to expand...

Tanloc9090 said:

Xe điện vừa chạy vừa sạc như đt được không, nếu được mua cái máy phát điện để sau cốp dự phòng

Click to expand...

shit_happen said:

Chắc là được mà tốn kém tài nguyên tiền của. Giờ xây nguyên 1 làn riêng xe nào hết pin thì vào đó vừa chạy vừa sạc. Cơ mà lúc đó vẫn phải cải thiện tốc độ sạc. Mất công pin hao nhanh quá sạc không lên dc % nào.

Sent from Xiaomi Mi 10 using vozFApp

Click to expand...

xuanbach8000 said:

Vẫn đéo khả thi.
Lúc đó dây sạc phải to bằng bắp tay vì công suất 1 trụ sạc nó phải x10 bây giờ (tầm 300kW), 1 trạm sạc nhỏ tầm 10 trụ thôi là phải đôi cái hạ thế 2000kVA, cái 2000kVA này nó to vật vã lắm.

Click to expand...

Tanloc9090 said:

Xe điện vừa chạy vừa sạc như đt được không, nếu được mua cái máy phát điện để sau cốp dự phòng

Click to expand...

elscooper said:

Có con gì của nissan nhỉ. Nó là xe điện nhưng kèm theo cục máy phát điện. đổ xăng vào máy phát rồi sạc cho cục pin của nó đấy

Click to expand...

blastkick said:

Vậy anh mua mẹ xe xăng cho rồi, chi lằng nhằng vậy

via theNEXTvoz for iPhone

Click to expand...

elscooper said:

Có con gì của nissan nhỉ. Nó là xe điện nhưng kèm theo cục máy phát điện. đổ xăng vào máy phát rồi sạc cho cục pin của nó đấy

Click to expand...

DHD said:

Sạc công suất cao thì dùng điện áp lớn, điện áp sử dụng lớn thì trạm hạ thế sẽ bé lại.

Click to expand...

xuanbach8000 said:

Sạc cho pin bắt buộc phải chuyển sang điện 1 chiều, điện 1 chiều rất khó nâng điện áp lên cao. Thường pin cho xe điện (ô tô, xe máy, xe chuyên dụng...) chỉ tối đa 72V thôi. Trạm hạ thế thông thường hạ từ 22-35kV xuống 3 pha 380V thôi chứ có mức nào khác đâu nhỉ? Nên trạm hạ thế trong khu dân cư khó thay đổi kích thước đấy.

Click to expand...

Kacee said:

xe điện giờ toàn 400V với 800V anh ạ :/

Click to expand...

xuanbach8000 said:

anh đúng, tôi tự gạch
dầu sao thì các anh muốn tăng công suất đầu ra lên gấp 10 thì đầu vào cũng phải tương ứng, hạ tầng cũng phải đi theo, nên quan điểm cá nhân là éo hợp lý, sạc thế sập mẹ nó cả hệ thống điện, khác gì chập mạch.

Click to expand...

xuanbach8000 said:

anh đúng, tôi tự gạch
dầu sao thì các anh muốn tăng công suất đầu ra lên gấp 10 thì đầu vào cũng phải tương ứng, hạ tầng cũng phải đi theo, nên quan điểm cá nhân là éo hợp lý, sạc thế sập mẹ nó cả hệ thống điện, khác gì chập mạch.

Click to expand...

DHD said:

Tổng sản lượng không đổi, thực chất là tăng công suất tiêu thụ và giảm thời gian sử dụng. Nên câu chuyện là truyền dẫn và điều áp chứ không phải là sản xuất. Truyền dẫn thì cách đơn giản nhất để giảm đầu tư là tăng điện áp sử dụng và thực tế là muốn sạc nhanh thì cũng phải tăng điện áp sạc chứ không thì cái xe quá nặng để có thể hoạt động hiệu quả.
Tóm lại là không quá khó, kiến thức và công nghệ sẵn có rồi, chỉ cần các bên bắt tay nhau.

Thêm tí, tăng điện áp sử dụng thì lại giảm được hao phí trong truyền tải và phân phối => công suất sử dụng giảm.

Thêm tí nữa vì nhớ có ông nào đó phát biểu là tất cả trạm sạc sử dụng thì sập mất lưới điện. Hài hước thật. Tổng năng lượng tiêu thụ toàn xã hội không thể tăng đột biến vì người ta đổi phương thức sử dụng. Cách thức phân phối năng lượng thay đổi theo hướng có lợi cho ông, thị trường của ông mở rộng thì ông lại phản đối. Cái nữa là ông ấy quên học môn xác suất.

Click to expand...

DHD said:

Tổng sản lượng không đổi, thực chất là tăng công suất tiêu thụ và giảm thời gian sử dụng. Nên câu chuyện là truyền dẫn và điều áp chứ không phải là sản xuất. Truyền dẫn thì cách đơn giản nhất để giảm đầu tư là tăng điện áp sử dụng và thực tế là muốn sạc nhanh thì cũng phải tăng điện áp sạc chứ không thì cái xe quá nặng để có thể hoạt động hiệu quả.
Tóm lại là không quá khó, kiến thức và công nghệ sẵn có rồi, chỉ cần các bên bắt tay nhau.

Thêm tí, tăng điện áp sử dụng thì lại giảm được hao phí trong truyền tải và phân phối => công suất sử dụng giảm.

Thêm tí nữa vì nhớ có ông nào đó phát biểu là tất cả trạm sạc sử dụng thì sập mất lưới điện. Hài hước thật. Tổng năng lượng tiêu thụ toàn xã hội không thể tăng đột biến vì người ta đổi phương thức sử dụng. Cách thức phân phối năng lượng thay đổi theo hướng có lợi cho ông, thị trường của ông mở rộng thì ông lại phản đối. Cái nữa là ông ấy quên học môn xác suất.

Click to expand...

Kacee said:

ở đây có nhiều thằng nghĩ ra những tình huống trăm năm xảy ra một lần và coi nó là chuyện xảy ra hàng ngày :/

Click to expand...