技術トレンド: エネルギーテレポート、カーボンナノチューブ、ネットゼロガラス

量子コンピューティングにおけるエネルギーテレポーテーションが実証され、蓄電池用のカーボンナノチューブと、ガラス製造用の新しいグリーンエネルギーを利用した炉が今週のテクノロジーレーダーに登場します。

テレポーテーションの概念 (空間を横断せずに物体をある場所から別の場所に移動すること) は、1870 年代から SF のテーマとなってきました。

それ以来、情報の量子テレポーテーションは、量子の世界のよく理解された現象として浮上し、現在は量子コンピューティングを使用して、ニューヨークのストーニーブルック大学物理学および天文学部の博士研究員である池田一樹氏が、量子テレポーテーションの最初の実証を報告しました。エネルギーのテレポーテーションです。違いは、エネルギーは物理量であるのに対し、情報は物理量ではないということです。

量子エネルギーテレポーテーションの根底にある概念は、絡み合った粒子、つまり距離を越えてつながった粒子の自然に発生する変動からエネルギーを抽出できるというものであり、この実証は「理論の正確な解決策」と一致していると池田氏は報告している。

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池田氏のデモンストレーションはIBMの量子コンピュータ内で行われたが、同氏は、量子インターネットを介してエネルギーを長距離にテレポートすることが間もなく可能になると予想しており、これは2030年代頃に実用化され、最終的には世界中で実用化されると予想されている。

情報通信技術や量子物理学の発展への影響に加え、量子ネットワーク上で物理量が具体的に取引できるようになるということは、新たな経済市場が生まれることを意味すると氏は言う。

こうした進歩にもかかわらず、私たち人間のテレポーテーションは、たとえ実現するとしてもまだ何年も先のことであり、タイムトラベルを夢見る人たちにとっては未だに残されたままです。

垂直に整列した単層カーボン ナノチューブは、膜分離から熱管理、繊維紡糸までのさまざまな用途に適した機械的、電気的、輸送的特性を備えています。

これらはエネルギー貯蔵にも利用できる可能性があるが、これまでのところ、互換性のある経済的な大量生産能力の欠如により、次世代技術への広範な統合が妨げられている。

しかし、それは変わりそうだ。 現在、ナノチューブは通常、硬くて高価で電気絶縁性のシリコンや石英ウェハーなどの基板上に作られています。

ローレンス・リバモア国立研究所の科学者らによるインコネル金属基板を用いた新たな研究により、ナノチューブをフレキシブルデバイスに組み込むことが可能になり、Siから他の基板への転写ステップが不要になり、ナノチューブと基板の界面における電気抵抗や熱輸送抵抗が最小限に抑えられるようになった。 これは、電子およびエネルギー貯蔵アプリケーションにとって重要です。

インコネルはニッケルクロムベースの超合金の一種で、圧力と熱がかかる極限環境での使用に適した耐酸化腐食性材料です。

「高品質カーボンナノチューブの成長を従来のSi基板から金属箔に移行することで、多機能CNT複合材料、ナノ多孔質膜、電気化学デバイスのより経済的で大規模な半連続およびロールツーロール製造への扉が開かれる」とLLNLの科学者フランチェスコ氏は述べた。フォルナシエロ。

金属箔上で高品質の単層カーボンナノチューブを合成することは、リチウムイオン電池などのエネルギー貯蔵デバイスにとって特に価値があると考えられます。 黒鉛材料はアノードとして一般的ですが、その容量は急速に進化するエネルギー貯蔵ニーズを満たしていません。

イングランド北西部の HyNet 産業脱炭素化イニシアチブのパートナーであるガラスメーカーである Encirc Glass とアルコール飲料会社 Diageo は、2030 年までに世界初のネットゼロガラスボトルを大規模に製造する計画を立ち上げました。