Ny opdagelse: Faradays induktionslov skal skrives om
Et nyt batteri, baseret på 'spintronics', gemmer ikke strømmen som kemisk energi - men som elektronspin. Opdagelsen medfører, at Faradays lov om induktion bør skrives om, mener amerikanske og japanske forskere.
Øverst ses en tegning af batteriet i laboratoriemodel. Det har cirka samme bredde som et menneskehår. Nederst ses en kraftig forstørrelse af de vigtigste dele. De hvide pletter er atomer, og de hvide cirkler viser nanomagneterne, som er batteriets aktive elementer. (Foto og grafik: Pham Nam Hai/University of Miami)
Læs også
-
Succes efter 14 års jagt: Enkelte topkvarker afsløret af partikelaccelerator i USA
Læs mere om
Dokumentation
Forskere ved universiteterne i Miami og Tokyo har fundet en kvantemekanisk egenskab, som gør det muligt at bygge elektriske batterier, som oplades med en statisk, magnetisk påvirkning.
Man skal altså ikke den normale omvej omkring et elektrisk ladekredsløb, som sender strøm den modsatte vej gennem batteriet - det får i stedet sin oplagrede elektriske energi direkte fra påvirkningen fra det statiske magnetfelt.
Det sker ved at påvirke elektroners spin, så der er altså tale om et batteri helt uden kemiske reaktioner.
At opsamle energi fra et statisk magnetfelt er usædvanligt, for sædvanligvis skal man have en dynamisk bevægelse gennem et magnetfelt for at danne en spænding, skriver forskerne i en artikel i Nature.
De går endda så langt, at selveste Faradays lov om induktion nu bør opdateres, så den kan rumme de elektromotoriske kræfter, der gemmer sig i elektronspin.
Det er ikke umiddelbart indlysende, hvordan det påvirkende statiske magnetfelt tilsvarende må miste energi, mens batteriet oplades.
En laboratorieudgave af et batteri har vist, at princippet virker. Endda noget kraftigere, end forskerne havde ventet.
»Vi havde forudset, at det ville virke, men modellen gav en elektrisk spænding, som var over hundrede gange større end ventet, og det fortsatte i mange minutter i stedet for de millisekunder, vi regnede med,« siger fysikeren Stewart E. Barnes fra University of Miami.
Batteriet gør brug af magnetiske tunnelovergange i et materiale, der indeholder kvantenanomagneter.
De første laboratoriemodeller af batteriet er ret små, på tykkelse med et menneskehår. Men Stewart E. Barnes mener, at i et større format vil sådan et batteri kunne drive en bil mange kilometer.
Forskningen handler imidlertid ikke primært om batterier, men om den viste effekt. Batteriet er kun en af de muligheder, der åbner sig med den nye forståelse. En anden er at konstruere superfølsomme magnetiske sensorer eller nye elektroniske komponenter.
»Der er magneter allevegne, i mobiltelefoner, i biler og på vores køleskabe. Der er så mange, at selv en lille ændring i vores forståelse af dem kan få en væsentlig økonomisk og energimæssig betydning,« siger Stewart E. Barnes til Sciencedaily.
