Mohou kondenzátory nahradit baterie? Pomůže strojové učení a kvantová mechanika

PC a technika | |

Mohou kondenzátory nahradit baterie? Pomůže strojové učení a kvantová mechanika

Kondenzátory se běžně používají v řadě obvodů, nicméně vzhledem k jejich prozatímní neschopnosti ukládat větší množství energie než baterie obdobné velikosti, se nedají využít kupříkladu v autonomních vozidlech nebo mobilních telefonech.


Vědci z Georgijského technického institutu se nyní pokouší hlavní problémy kondenzátorů vyřešit tak, aby se daly s pomocí strojového učení využít v mnohem širším spektru zařízení.

Metoda, jejíž výzkum mimo jiné sponzoroval i americký Úřad pro námořní výzkum, zahrnoval trénování počítače k analýze dvou materiálu na úrovní atomů. Konkrétně se jedná o hliník a polyethylen (někdy také v češtině uváděn jako polyetylen), což jsou dva běžné materiály využívané k výrobě kondenzátorů (obzvláště fóliových).

Cílem bylo analyzovat elektronickou strukturu obou materiálu a nalezení vlastností schopných ovlivnit jejich efektivitu. O studii podrobněji píše sama univerzita Georgia Tech.

„Elektronický průmysl chce znát elektronické vlastnosti a strukturu všech materiálů, které využívají k výrobě zařízení, tedy včetně kondenzátorů,“ vysvětluje Rampi Ramprasad, profesor ze Školy materiálových věd a inženýrství.

Materiál typu polyethylenu je velmi dobrý izolátor a širokým zakázaným pásem (band gap); pokud má však materiál vadu, efektivita se snižuje.

„Pro porozumění tomu, o jaké vady se jedná a jakou hrají roli musíme počítačově zpracovat kompletní atomovou strukturu, a to je extrémně těžké,“ popisuje Ramprasad, který se mimo jiné specializuje i na ekonomickou udržitelnost. „Současné metody analýzy materiálů pomocí kvantové mechaniky jsou příliš pomalé, což limituje praktické možnosti analýzy.“

Vědci se tak spolehli na dvě odlišné moderní technologie k lepší analýze hliníku a polyethylenu: kvantovou mechaniku a strojové učení. Velmi výkonný počítač je výrazně schopnější generovat potřebná data.

Studie ve výsledku má dalším vědcům umožnit snazší a rychlejší analýzu materiálů vhodných pro využití ke kondenzátorům. V budoucnu by další výzkum mohl umožnit kondenzátorům nahradit, případně spíše inteligentně doplnit lithium-iontové baterie a další technologie i mimo své současné, už tak dost široké, využití.



Články z rubriky

Lenovo představilo AR/VR headset ThinkReality A6"

Na oblast umělé reality tak opětovně míří i čínské Lenovo.
více »


USA nahrazuje nejrychlejší superpočítač, který ještě neexistuje"

Docela fantaskní věci momentálně provádí Ministerstvo energetiky Spojených států.
více »


Steam proniká hlouběji do VR: Valve vyvíjí vlastní headset"

Valve, jakožto obří herní platforma s mnohaletými zkušenostmi, je ideálním kandidátem pro vývoj entertainmentové virtuální reality. Cena však nebude zrovna nízká.
více »


5G, Wi-Fi 6 a IoT: Cisco věří v propojenou budoucnost"

Novinky fungující na novém standardu Wi-Fi 6 (také označovaný jako 802.11ax) představilo Cisco. Wi-Fi 6 vychází ze stejných inovativních základů jako sítě 5G, se kterými se bude vzájemně mnohem lépe doplňovat...
více »


Budoucnost je teď: Každodenní život jako ze sci-fi"

Nový svět, jaký si před 100, nebo dokonce ještě před 50 lety nedokázal nikdo ani představit, přišel plíživě a nenápadně. Proměna byla rychlá, a dosud je, ale přitom nám přijde poměrně přirozená,...
více »


Související články


Tagy

strojové učení kvantová fyzika kvantové počítače polovodič obvod

Komentáře