Çfarë të vjen në mendje kur imagjinoni karikim të shpejtë? Telefona inteligjentë që shkojnë nga 0% në 100% në minuta? Ose, ndoshta, automjetet elektrike që marrin një karikim që përputhet me 60 milje në më pak se një orë?
Shkencëtarët kanë krijuar një prototip të një “baterie kuantike” që karikohet një milion herë më shpejt se sa shkarkohet, duke përdorur një lazer.
Për shumë vite, koncepti i një baterie kuantike, e cila përdor parimet e mekanikës kuantike për të ruajtur energji, ka mbetur teorik, kryesisht për shkak të kompleksiteteve dhe papritshmërisë së teknologjisë kuantike.
Një grup hulumtuesish, përfshirë shkencëtarë nga Agjencia Spaciale Australiane, CSIRO, Universiteti RMIT dhe Universiteti i Melburnit, kanë krijuar baterinë e parë të tillë në botë, e karikuar pa tel me një lazer.
Prototipi i ri, i cili ende është shumë larg nga praktika, u ngarkua në femtosekonda (një trilionese sekondë) dhe ruajti energjinë për nanosekonda. Teknikisht, bateria zgjati një milion herë më shumë se sa kohë që i duhet për të u ngarkuar. Për të kuptuar këtë, mund të imagjinoni se një telefon ngarkohet plotësisht në 30 minuta dhe zgjat më shumë se 100 vjet. Një ilustrim tjetër është një bateri që zgjat 11 ditë dhe ngarkohet në një sekondë.
“Është prototipi i parë që kryen një cikël të plotë të një baterie: me fjalë të tjera, e ngarkon, ruaj energji dhe mund ta shkarkon,” thotë Dr. James Quach, krye hulumtues nga CSIRO.
Para se të entuziazmohemi, është e rëndësishme të theksohet se ky është vetëm fillimi i kësaj teknologjie. Prototipi aktual ka një kapacitet vetëm disa miliarda elektron volt, aq pak sa nuk mjafton për të ushqyer asgjë. Duket shumë, por 5 miliarda elektron volt janë rreth 1/200,000 e energjisë që ka një mushkë e vogël.
Megjithatë, ky është një provim shumë i mirë se koncepti funksionon, duke shënuar një progres të rëndësishëm për të ardhmen e ruajtjes së energjisë kuantike.
“Kërkimet dhe prototipi e vërtetojnë potencialin emocionues të baterive kuantike për të arritur karikim dhe ruajtje të energjisë të shpejtë dhe të skalueshme në temperaturë ambienti, duke vendosur themelatinë për zgjidhje të reja energjetike,” thotë Dr. Quach.
Ndryshe nga bateritë tradicionale që mbështeten kryesisht në reaksione kimike për të ruajtur dhe shkarkuar energji, bateritë kuantike përdorin vetitë unike të mekanikës kuantike, si superpozimi dhe lidhja kuantike.
“Avantazhi i kuantumit është se sistemi absorbon dritën në një ‘absorbim’ të vetëm dhe të madh, dhe kjo e ngarkon baterinë më shpejt,” shpjegon Profesorja e Asociuar James A. Hutchison, një kontribuues kryesor në këtë hulumtim.
Për ata që nuk janë të njohur me teknologjinë kuantike, ajo mund të duket e çuditshme. Por për ata që e kuptojnë, është… mjaft logjike. Siç ndodh me të gjitha teknologjitë kuantike, prototipi i hulumtuesve tregoi disa karakteristika “të çuditshme”. Në bateritë standarde, madhësia është drejtësisht proporcionale me kohën e karikimit. Bateritë e vogla të telefonave ngarkohen në orë, ndërsa homologët e tyre shumë më të mëdhenj të automjeteve elektrike kërkojnë një natë të tërë për të u ngarkuar. Bateritë kuantike bëjnë të kundërten.
“Bateritë kuantike kanë një veçanti të veçantë, ku sa më të mëdha janë, aq më pak kohë ua duhet për të u ngarkuar,” shpjegon Quach. “Kjo është për shkak të një karakteristike të njohur si ‘efektet kolektive’, ku qelizat kuantike ngarkohen më shpejt kur përfshihen më shumë qeliza.”
Pa ekzagjerim, potenciali i këtij hulumtimi është jashtëzakonshëm. Bateritë kuantike të funksionimit të plotë mund të ushqyajnë në të ardhmen kompjuterë kuantikë ose pajisje elektronike të vogla tradicionale. Imagjinoni të kishit një telefon që ngarkohet plotësisht në një çast.
Hulumtuesit e shohin skenarë ku një dron mund të ngarkohet me lazer ndërsa është ende në fluturim. Ata besojnë gjithashtu se teknologjia do të “revoluciononte industrinë e automjeteve elektrike”, duke nënkuptuar se karikimi i një automjeti elektrik do të ishte shumë më i shpejtë se sa mbushja e një rezervuari me karburant.
Megjithatë, për momentin, të gjitha këto janë potencial i të ardhmes. Ne do të shohim më shumë sisteme ruajtjeje energjie kuantike që ushqyjnë kompjuterë kuantikë. Hulumtuesit janë dakord.
“Ndërsa ka ende shumë punë për të bërë në kërkimin e baterive kuantike, ne kemi bërë një hap të rëndësishëm drejt realizimit të mundësive,” thotë Quach. “Hapi i radhës për bateritë kuantike është zgjatja e kohës së ruajtjes së energjisë. Nëse mund të kapërcejmë atë pengesë, do të ishim edhe më pranë baterive kuantike që mund të përdoren komercialisht.”
Kërkimi u publikua në revistën Light: Science & Applications.
Burimi: CSIRO
Burimi: newatlas.com
