(PhysOrg.com) - Plasma -TV är ökända för sin överdrivna elanvändning, men samma princip som används för att producera högupplösta bilder i TV -apparaterna kan resultera i utvecklingen av en ny typ av batteri som skulle spara snarare än slösa energi.

Plasma -TV -apparater innehåller miljontals mikrorör fyllda med joniserad gas som gör att en elektrisk ström kan strömma igenom, men fysiker vid University of Illinois i Urbana-Champaign (UIUC) utvecklar vad de kallar ett "digitalt kvantbatteri" som använder miljarder ännu mindre rör (nanorör).

Genom att ta bort den joniserade gasen från de små rören, UIUC -teamet, ledd av docent Alfred W. Hubler, vill dra nytta av de starka elektriska fälten för att lagra el. När gasen avlägsnas fungerar vakuumet inuti nanorören som en isolator för att lagra det elektriska fältet. Professor Hubler säger att enheten kan lagra dubbelt så mycket el som konventionella batterier, och det kan lagra digital information samtidigt.

Batteriet kallas det digitala kvantbatteriet eftersom det fungerar på kvantskalan, fånga det starka elektriska fältet som genereras när elektroner med negativ laddning omger positivt laddade protoner inuti en atom. Enheten utnyttjar det mest effektiva sättet att lagra energi, som är i bindningarna mellan atomer. (Energin i bensin och fotogen hålls på samma sätt.)

Batteriets nanorör med omvänd förspänning är mycket starkare och mindre än plasmarör och de innehåller lite eller ingen gas. Hubler sa att rören skulle vara fem nanometer långa och att miljarder av dem skulle packas ihop för att ge tillräckligt med ström för de flesta 15 V elektroniska enheter.

Varje nanorör kan också representera lite information (0 eller 1, beroende på om röret är elektriskt laddat eller inte). Det betyder att enheten kan användas för att lagra digital information som ett flash -minne. Hubler sa att en flash -enhet använder den minsta mängden energi för att lagra laddningen, medan UIUC -enheten skulle sikta på maximal möjlig mängd energi.

Vakuumrörets tillstånd kan bestämmas utan urladdning eller laddning av det eftersom en MOSFET (metalloxid-halvledarfält-effekt-transistor) sätts in i rörets vägg för att detektera tillståndet inuti röret. Varje rör har en energigrind och en informationsgrind, vilket är ett liknande arrangemang som de flytande och styrportarna i en flash -enhet. Portarna gör att nanorören kan användas för att lagra information och energi.

Professor Hubler är chef för Centrum för komplex systemforskning vid UIUC. Forskningspapperet kommer att publiceras i tidskriften Komplexitet , för vilken professor Hubler är verkställande redaktör. Arbetet stöddes av ett National Science Foundation Grant.

© 2010 PhysOrg.com