Przyszłością magazynowania energii mogą stać się baterie kwantowe, dzięki kwantowej mechanice superabsorpcji. Założenia konceptu polegają na tym, że bardziej pojemne ogniwo powinno szybciej się naładować. Zjawisko to jest całkowitą odwrotnością ładowania tradycyjnych akumulatorów. Nowe rozwiązanie ma szansę zrewolucjonizować sektor zasilania pojazdów elektrycznych.
Baterie kwantowe – wydajny sposób ładowania
W przypadku standardowych akumulatorów, im większa pojemność tym proces ładowania trwa dłużej. Ten problem pojawia się w sytuacjach gdy mamy do czynienia z konstrukcjami wyposażonymi w wyjątkowo pojemne ogniwa, na przykład samochody elektryczne. James Quacha zaprezentował baterie kwantowe, które zachowują się zupełnie odwrotnie dzięki swojej superabsorbcji. Działanie to polega na przejściu między strunami cząstek co wywołuje konstruktywną interferencje. W skrócie działanie to jest nazywane kwantowym efektem kolektywnym. Prostym przykładem tego zjawiska jest woda, w której kilka fal się sumuje, aby powstała fala o efekcie większym niż każda fala działałaby osobno.
Badania dot. baterii kwantowej
Te zjawisko zastosowane w baterii kwantowej ma przynieść konkretne korzyści – im więcej molekuł poświęconych do magazynowania energii, tym lepiej będą mogły baterie chłonąć tę energię. Dzięki zbudowanemu przez naukowców testowym urządzeniu, udało się wykorzystać aktywna warstwę pochłaniających światło molekuł (Lumogen-F Orange) umieszczonych w mikrownęce pomiędzy dwoma lustrami.
Lustra zastosowane w mikrownęce zostały wykonane metoda standardową, by uzyskać wysoką jakość lustra. Celem jest wykorzystanie materiałów dielektrycznych w naprzemiennych warstwach (pięciotlenku niobu oraz dwutlenku krzemu) aby stworzyć tak zwany rozproszony reflektor Bragga. Tym sposobem powstają lustra, które potrafią odbić zdecydowanie więcej światła niż standardowe lustra szklane/metalowe. Aspekt ten jest ważny, aby światło przebywało w jamie najdłużej jak to możliwe.
Kolejnym etapem badań było wykonanie przez zespół naukowców spektroskopii absorpcji przejściowych stanów. Dzięki temu badaniu udało się zmierzyć sposób magazynowania energii oraz ładowania urządzenia poprzez cząsteczki barwnika. W trakcie badań okazało się, że ze wzrostem liczby molekuł i rozmiaru mikrownęki czas ładowania został skrócony – tym samym potwierdzając działanie superabsorpcji.
To odkrycie może stać się świetnym rozwiązaniem dla akumulatorów kwantowych w autach elektrycznych. Jest szansa, że czas ładowania akumulatorów będzie można skrócić, a nawet porównać czas do czasu tankowania samochodu paliwem. Baterie te mogły by być wykorzystywane również do magazynowania energii gdzie istotne będzie szybkie uzupełnienie ładunku.
Sprawdź dostępne kursy elektryczne G1 w OSZ Omega.