Jedan od glavnih izazova modernog života je naša ovisnost o baterijama u raznim uređajima. Neki uređaji podržavaju brzo punjenje i mogu se napuniti za pola sata do sat vremena. No, drugi, poput električnih automobila ili prijenosnih računala, još uvijek zahtijevaju nekoliko sati za potpuno punjenje.
To bi se moglo drastično promijeniti u bliskoj budućnosti, piše Zimo. Naime, tim znanstvenika s američkog Sveučilišta Colorado Boulder razvio je novu tehnologiju punjenja baterija koja bi mogla riješiti sve naše moderne probleme. Prema studiji objavljenoj u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences, znanstvenici su otkrili metodu kojom bi se pametni telefon ili prijenosno računalo mogli napuniti za nevjerojatnih jednu minutu, a električno vozilo za samo 10 minuta. Ova bi tehnologija značajno promijenila način na koji koristimo te uređaje i potaknula razvoj novih.
Tim znanstvenika predvođen Ankur Guptom otkrio je kako se sićušne čestice, zvane ioni, kreću unutar kompleksne mreže još manjih pora. Prema njihovom objašnjenju, ovo bi otkriće moglo dovesti do razvoja učinkovitijih uređaja za pohranu energije i bržih tehnologija punjenja.
Gupta, docent kemijskog i biološkog inženjerstva, objašnjava da se nekoliko tehnika kemijskog inženjerstva koristi za proučavanje protoka u poroznim materijalima. Poput naftnih rezervoara i filtracije vode. Međutim, te tehnike dosad nisu bile u potpunosti primijenjene u sustavima za pohranu energije.
Značajno otkriće i za električne mreže
Napominje da ovo otkriće nije značajno samo za pohranu energije u vozilima i elektroničkim uređajima, već i za električne mreže. Fluktuirajuća potražnja za energijom zahtijeva učinkovito skladištenje kako bi se izbjegao gubitak tijekom razdoblja niske potražnje i osigurala brza opskrba tijekom vršnih opterećenja.
Superkondenzatori, uređaji za pohranu energije koji akumuliraju ione u svojim porama, omogućuju brzo punjenje i imaju dulji vijek trajanja u usporedbi s baterijama.
Njihova otkrića mijenjaju Kirchhoffov zakon. Koji upravlja protokom struje u električnim krugovima od 1845. godine i koji je osnovni dio srednjoškolske nastave prirodoslovlja. Za razliku od elektrona, ioni se kreću pod utjecajem električnih polja i difuzije, a istraživači su otkrili da se njihovo kretanje na sjecištima pora razlikuje od onoga što je opisano Kirchhoffovim zakonom.
Važnost ovog otkrića najbolje ilustrira činjenica da su dosad kretanja iona u literaturi bila opisana samo u jednoj ravnoj pori. U ovoj studiji, međutim, kretanje iona opisano je unutar složene mreže tisuća međusobno povezanih pora.
Gupta je naglasio da je to bila ključna karika koja je nedostajala.
