Daimler, het moederbedrijf van onder meer Mercedes-Benz, gebruikt de kwantumcomputers van IBM om onderzoek te doen naar nieuwe accutechnologieën voor in elektrische auto’s. Specifieker probeert het de reacties tussen lithium en zwavel te modelleren voor de toekomstige lithium-sulfur accu’s. Deze hebben theoretisch een fors hogere capaciteit per kilogram. Het is een van de eerste praktijktoepassingen van een kwantumcomputer.
Het onderzoek draait volledig om de nieuwe lithium-sulfur accu’s, die in de toekomst wellicht de lithium-ion accu’s gaan opvolgen. De aanleiding hiervoor is het hoge gewicht van de huidige accu’s in elektrische auto’s. Daardoor kunnen er vaak niet meer accu’s toegepast worden en zijn de elektrische automobielen fors aan het gewicht. Waar de huidige accu’s een capaciteit hebben van 350 tot 500 Wh per kilogram, zou dat bij lithium-sulfur veel hoger liggen. Hoewel het theoretische cijfers zijn, wordt gesproken over 2600 Wh/kg. Meer dan vijf keer zo hoog. Dit type accu’s heeft echter het probleem dat er te weinig controle is over de ontlading, waardoor ze in de praktijk onbruikbaar zijn.
De lithium-sulfur accu.
Lithium-sulfur accu’s werken door in meerdere stappen zwavel aan de kathode te reduceren tot lithiumsulfide (Li2S). Daimler probeert met IBM’s Q Network - het platform van de kwantumcomputer - te modelleren hoe de chemische reacties tussen lithium en zwavel verlopen, om zo een oplossing te vinden voor de ongecontroleerde ontlading. Daarvoor kijkt het naar vier verbindingen: LiH, H2S, LiSH, en Li2S. Met respectievelijk 6, 9, 15, en 21 qubits wordt daarvan het dipool-moment berekend - ook wel de energieniveaus van de elektronen rondom de atoomkern. Hiermee kan voorspeld worden hoe de reacties in de accu verlopen, waarmee een stabielere accu ontwikkeld kan worden.
Volgens Daimler is kwantumonderzoek niet beter dan klassieke berekeningen, maar anders. Doordat er andere algoritmes gebruikt worden biedt het een ander perspectief op onderzoek. Voor de toekomst verwacht Daimler dat klassieke computers en kwantumcomputers elkaar gaan aanvullen. Pas als de kwantumcomputer zo robuust is als de huidige systemen, zal het als opvolger gaan dienen.
Een conceptcar van Mercedes op CES, waar dit nieuws bekend werd.
Bronnen: Daimler, IBM, Wall Street Journal
