دانشمندان استرالیایی نمونه اولیه یک باتری کوانتومی را ساختند که انرژی پرتوهای لیزر را با سرعتی خیرهکننده درون خود ذخیره میکند: زمان پرشدن این باتری یک میلیون بار کوتاهتر از زمان تخلیه آن است. این باتری شگفتانگیز برخلاف باتریهای شیمیایی رایج، از قوانین فیزیک کوانتوم بهره میبرد و قانون سنتی باتریها را میشکند؛ بهطوریکه هرچه اندازه آن بزرگتر شود، سرعت دریافت انرژی آن نیز افزایش مییابد.
محققان سازمان تحقیقات علمی و صنعتی استرالیا با همکاری دانشگاههای RMIT و ملبورن نمونه اولیه این باتری کوانتومی را ساختند. «دنیل گومز»، استاد فیزیک شیمیایی، توضیح میدهد که این دستگاه کوچک و لایهای میتواند به صورت بیسیم انرژی پرتوهای لیزر را دریافت کند و آن را نگه دارد. این باتری بهجای استفاده از واکنشهای شیمیایی، از ویژگیهای مکانیک کوانتومی مانند برهمنهی و درهمتنیدگی بهره میبرد.
محققان میگویند این باتری در چند فمتوثانیه (یک کوادریلیونیم ثانیه) ظرفیت خود را پر میکند و انرژی را برای چند نانوثانیه نگه میدارد که نشاندهنده دوام یک میلیون برابری نسبت به زمان شارژگیری است. برای درک بهتر این مقیاس، تصور کنید یک گوشی هوشمند در ۳۰ دقیقه باتری خود را پر کند و سپس بیش از ۱۰۰ سال کار کند، یا باتری دستگاهی با یک ثانیه اتصال به منبع، ۱۱ روز دوام بیاورد.
«جیمز کواچ» (James Quach)، محقق ارشد این پروژه، اعلام کرد که این سیستم نور را در یک رویداد جذب فوقالعاده بزرگ دریافت میکند و این ویژگی، سرعت ذخیره انرژی را به شکل غیرقابلباوری بالا میبرد. البته ظرفیت فعلی این نمونه اولیه بسیار ناچیز است و کل انرژی آن به اندازه یک دویست هزارم انرژی یک پشه درحال پرواز محاسبه میشود.
برخلاف باتریهای معمولی که با بزرگترشدن به زمان بیشتری برای پرکردن ظرفیت خود نیاز دارند، باتریهای کوانتومی هرچه بزرگتر باشند، انرژی را با سرعت عجیبتری جذب میکنند. دراینباره پژوهشگران میگویند باتریهای سنتی با افزایش ابعاد (مانند باتری خودروهای الکتریکی نسبت به گوشیهای هوشمند) قطعا به زمان بسیار بیشتری برای پر شدن نیاز دارند. اما سلولهای کوانتومی به دلیل وجود پدیدهای علمی به نام اثرات جمعی، زمانی که تعداد بیشتری از آنها در کنار هم قرار میگیرند، با سرعت بالاتری نور لیزر را میبلعند.
دانشمندان پیشبینی میکنند که این فناوری در آینده امکان شارژ بیسیم خودروهای الکتریکی درحال حرکت و تامین انرژی لحظهای پهپادها در آسمان را فراهم کند. محققان باور دارند که این باتریها میتوانند تحولی بزرگ در صنعت خودروهای الکتریکی ایجاد کنند تا رانندگان خودروهای خود را بسیار سریعتر از سوختگیری خودروهای بنزینی آماده حرکت کنند.
یافتههای این پژوهش در ژورنال Light: Science & Applications منتشر شده است.
