Ważny krok ku powstaniu kwantowych akumulatorów – udowodnili, że superabsorpcja działa

| Technologia
Michael Dziedzic, Unsplash

Australijskim naukowcom udało się eksperymentalnie potwierdzić hipotezę superaborpcji, na której opiera się koncepcja kwantowych akumulatorów, urządzeń mogących zrewolucjonizować przechowywanie – i pośrednio – pozyskiwanie energii. Kwantowe akumulatory, wykorzystujące prawa mechaniki kwantowej, ładują się tym szybciej, im są większe, wyjaśnia doktor James Q. Quach z University of Adelaide. Teoretycznie jest możliwe, że moc ładowania kwantowych akumulatorów będzie rosła szybciej, niż ich rozmiary, co pozwala na opracowanie nowych metod szybkiego ładowania.

Uczeni zbudowali mikrownęki o różnych rozmiarach. W każdej z wnęk znajdowała się różna liczba molekuł organicznych. Wnęki ładowano za pomocą lasera. Aktywna warstwa wnęk zawiera organiczny półprzewodnik, który przechowuje energię. Hipoteza o superabsorpcji kwantowych akumulatorów opiera się na założeniu, że dzięki kwantowej superpozycji wszystkie molekuły będą działały kolektywnie, jak jeden organizm, dodaje Quach.

Eksperymenty wykazały, że wraz ze zwiększaniem się rozmiarów mikrownęk i wzrostem liczby molekuł, skracał się czas ich ładowania. To znaczący przełom i krok milowy w rozwoju kwantowych akumulatorów – stwierdzają autorzy badań. Kwantowe akumulatory mogą zmienić rynek wytwarzania i przechowywania energii ze źródeł odnawialnych.

Obecnie szacuje się, że do roku 2040 ilość zużywanej energii będzie aż o 28% większa od ilości energii zużywanej przez ludzkość w roku 2015. Jako, że obecnie większość energii wytwarzamy z paliw kopalnych, jej produkcja wiąże się się olbrzymim obciążeniem dla środowiska. Kwantowe akumulatory, zdolne do jednoczesnego przechwytywania i przechowywania energii światła mogłyby znacznie wpłynąć na rynek energii. Byłyby tańszą alternatywą dla obecnych systemów wytwarzania i przechowywania energii ze Słońca, jednocześnie zaś zmniejszyłyby niestabilność i nieprzewidywalność tego źródła energii.

Musimy jednak pamiętać, że to dopiero wstępne badania, podczas których wykazano zasadność teoretycznych podstaw działania tego typu akumulatorów. Mimo, że wyniki badań są bardzo obiecujące, przed naukowcami jeszcze długa droga. Teraz planują zbudowanie prototypowego akumulatora kwantowego. Eksperymenty z wykorzystaniem takiego urządzenia powiedzą nam więcej o potencjalnych ograniczeniach technologii, problemach, które należy rozwiązać oraz kosztach i możliwości wdrożenia tego typu urządzeń do masowej produkcji.

Szczegóły badań zostały opisane na łamach Science Advances.

Autor:

Źródło: University of Adelaide

superabsorpcja kwantowy akumulator