پژوهشگران استرالیایی نخستین نمونه مفهومی باتری کوانتومی را توسعه دادهاند. این فناوری با بهرهگیری از قوانین فیزیک کوانتوم، توانایی ذخیرهسازی انرژی در کسری از زمان باتریهای معمولی را دارد و میتواند آینده شارژ دستگاهها را به گونهای متحول کند که فرآیند شارژ تقریباً آنی انجام شود.
به گزارش سیناپرس، دانشمندان نخستین نمونه مفهومی باتری کوانتومی را ساختهاند که با بهرهگیری از قوانین فیزیک کوانتوم میتواند انرژی را در کسری از زمان باتریهای معمولی ذخیره و آینده شارژ دستگاهها را متحول کند.
پژوهشگران استرالیایی به دستاوردی مهم در حوزه ذخیرهسازی انرژی دست یافتهاند و موفق به طراحی و آزمایش نخستین باتری کوانتومی در سطح اثبات مفهومی شدهاند؛ فناوریای که میتواند در آینده زمان شارژ دستگاهها را به حدی کاهش دهد که تقریبا آنی شود.
این پروژه با همکاری سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی استرالیا (CSIRO)، دانشگاه ملبورن و دانشگاه RMIT انجام شده و نتایج آن در مجله علمی Nature Light: Science & Applications منتشر شده است.
تفاوت باتری کوانتومی با باتریهای معمولی
به گفته پژوهشگران باتریهای معمولی برای ذخیره انرژی به واکنشهای شیمیایی متکی هستند اما باتریهای کوانتومی از ویژگیهای خاص فیزیک کوانتوم برای ذخیره و آزادسازی انرژی استفاده میکنند.
در این روش انرژی نور به جای فرآیندهای تدریجی شیمیایی در قالب یک ابرجذب (super absorption) یکباره و بسیار سریع در سیستم جذب میشود. این ویژگی باعث میشود فرایند شارژ در مقایسه با باتریهای رایج به شکل چشمگیری سریعتر انجام شود.
یکی از پژوهشگران این پروژه توضیح داده است که در این فناوری، سیستم میتواند نور را در یک رویداد جمعی و تقویتشده جذب کند که نتیجه آن شارژ فوقسریع باتری است.
برای بررسی عملکرد نمونه اولیه تیم تحقیقاتی آزمایشهایی را در آزمایشگاه لیزر فوقسریع دانشگاه ملبورن انجام داد. در این آزمایشها از روشهای طیفسنجی پیشرفته استفاده شد تا رفتار شارژ بسیار سریع این سیستم بهطور دقیق ثبت و تایید شود.
پژوهشگران تأکید کردند که تجهیزات پیشرفته این آزمایشگاه از جمله لیزرهای فمتوثانیهای و تقویتکنندههای نوری قابل تنظیم، نقش کلیدی در ثبت پدیدههای بسیار سریع در مقیاس زمانی فوقکوتاه داشته است.
به گفته دانشمندان این تحقیق نشان میدهد که ذخیرهسازی انرژی مبتنی بر اصول کوانتومی میتواند در آینده به فناوریهایی منجر شود که هم سرعت شارژ بسیار بالایی دارند و هم قابلیت مقیاسپذیری در دمای اتاق را فراهم میکنند.
به نقل از برنا، رهبر این پروژه اعلام کرده است که این نتایج نشاندهنده یک پدیده کاملا غیرشهودی در فیزیک کوانتوم است: هرچه اندازه باتری کوانتومی بزرگتر شود سرعت شارژ آن نیز افزایش مییابد.
با این حال پژوهشگران تأکید کردهاند که این فناوری هنوز در مراحل ابتدایی قرار دارد و چالش مهم بعدی افزایش مدت زمان ذخیره انرژی در این نوع باتریهاست. آنان معتقدند با ادامه تحقیقات باتریهای کوانتومی میتوانند در آینده به یکی از فناوریهای کلیدی در حوزه انرژیهای نو تبدیل شوند.