Исследователи из Университета Аделаиды и их зарубежные партнеры сделали ключевой шаг к тому, чтобы сделать квантовые батареи реальностью. Они успешно доказали концепцию сверхпоглощения, ключевую идею, лежащую в основе квантовых батарей.
«Квантовые батареи, которые используют квантово-механические принципы для расширения своих возможностей, требуют меньше времени для зарядки, чем больше они становятся», — сказал доктор Джеймс К. Квач, научный сотрудник Школы физических наук и Института фотоники и передовых технологий. Зондирование (IPAS) в Университете Аделаиды.
«Теоретически возможно, что мощность зарядки квантовых батарей увеличивается быстрее, чем размер батареи , что может открыть новые способы ускорения зарядки».
Чтобы доказать концепцию суперабсорбции, команда, опубликовавшая свои выводы в журнале Science Advances , построила несколько пластинчатых микрополостей разного размера, содержащих разное количество органических молекул. Каждая заряжалась с помощью лазера.
«Активный слой микрополости содержит органические полупроводниковые материалы, которые хранят энергию. В основе сверхпоглощающего эффекта квантовых батарей лежит идея о том, что все молекулы действуют коллективно благодаря свойству, известному как квантовая суперпозиция», — сказал доктор Квач.
«По мере увеличения размера микрополости и количества молекул время зарядки уменьшалось.
«Это значительный прорыв и важная веха в развитии квантовой батареи».
Идея квантовой батареи может значительно повлиять на улавливание и хранение энергии в возобновляемых источниках энергии и в миниатюрных электронных устройствах.
Ожидается, что к 2040 году потребление энергии людьми увеличится на 28 процентов по сравнению с уровнем 2015 года. Большая часть энергии по-прежнему будет поступать из ископаемого топлива, что дорого обходится окружающей среде. Аккумулятор, способный одновременно собирать и хранить световую энергию , обеспечит значительное снижение затрат и уменьшит непредсказуемость энергии от солнечных технологий.
Новая перспектива в технологии аккумуляторов, основанная на силе квантовой механики, может стать реальностью, если применить работу команды.
«Концепции, над которыми работали доктор Квач и его команда, открывают возможность создания нового класса компактных и мощных накопителей энергии », — сказал профессор Университета Аделаиды Питер Вейч, глава Школы физических наук.
Следующим шагом является разработка полностью функционирующего прототипа квантовой батареи.
Теги: батарея, квант, энергия
