Prototyp kvantovej batérie vyvinutý austrálskymi vedcami si dokázal udržať energiu miliónkrát dlhšie, než trvalo jej nabitie, informuje portál Techbyte.sk. Tím vedený doktorom Jamesom Quachom z organizácie CSIRO to odmietol považovať za okrajový jav: „Naše zistenia potvrdzujú základný kvantový efekt, ktorý je úplne kontraintuitívny.“
Zariadenie zvládlo niečo, čo žiadna predchádzajúca batéria nedokázala: dokončiť celý cyklus nabitia, uloženia a vybitia energie prostredníctvom kvantových stavov hmoty. Štúdia vyšla v časopise Light: Science & Applications. Quach a jeho kolegovia z univerzít RMIT a University of Melbourne na nej pracovali spoločne s výskumnou organizáciou CSIRO.
Bežná batéria sa s pribúdajúcimi článkami nabíja dlhšie. Vždy. Bez výnimky, bez ohľadu na technológiu. Kvantová batéria tento vzťah obracia.
Super absorpcia
Prototyp je postavený na viacvrstvovej organickej mikrodutine, stohu polymérových filmov a zrkadiel navrhnutých na zachytávanie svetelných vĺn. Keď laser dodáva energiu, molekuly vo vnútri neabsorbujú fotóny jeden po druhom, ale kolektívne, v jedinej koordinovanej udalosti. Vedci tento jav nazývajú super absorpcia. „Systém pohltí svetlo v jedinej obrovskej udalosti super absorpcie, a to nabíja batériu rýchlejšie,“ uviedol člen tímu Hutchison.
Matematický vzťah za tým je konkrétny. Ak konvenčná batéria s N jednotkami potrebuje jednu sekundu na jednotku, kvantová nabije všetkých N jednotiek súčasne za 1/√N sekúnd. Zdvojnásobenie veľkosti skráti čas nabíjania o zhruba 30 % namiesto toho, aby ho zdvojnásobilo. S každým ďalším zväčšením sa efekt znásobuje.
Quach to zhrnul bez ozdôb: „Kvantové batérie sa s rastúcou veľkosťou nabíjajú rýchlejšie. Náš dôkazový prototyp predvádza rýchle a škálovateľné nabíjanie a ukladanie energie pri izbovej teplote, čím kladie základy pre energetické riešenia novej generácie.“ Práve izbová teplota odlišuje tento prototyp od väčšiny kvantových technológií, ktoré vyžadujú extrémne chladenie a tým komplikujú akékoľvek praktické nasadenie.
Laboratórium ultrarýchlych laserov
Výkon prototypu overili na Fakulte chémie University of Melbourne pomocou pokročilých spektroskopických techník v laboratóriu ultrarýchlych laserov. Merania potvrdili rýchlosť nabíjania aj správanie pri uchovávaní energie. Pomer medzi časom uchovania a časom nabíjania dosiahol šesť rádov.
Šesť rádov znamená milión. Batéria si energiu udržala miliónkrát dlhšie, než trvalo jej nabitie. Portál Techbyte.sk uvádza konkrétny prepočet: batéria nabitá za jednu minútu by si pri zachovaní tohto pomeru v reálnom merítku udržala energiu približne dva roky. Prototyp pritom pracuje s energiou uloženou v interakciách medzi molekulami a zachytenými fotónmi, nie v chemických reakciách medzi elektródami a elektrolytmi ako každá doterajšia elektrochemická technológia.
Otázka škálovania zostáva otvorená. Vedci sami hovoria o „dôkazovom prototyp“ a „základoch,“ nie o produkte.
