Logo
Cover

Квантовые батареи могли бы парадоксальным образом преобразить хранение энергии — чем больше такой аккумулятор, тем быстрее он заряжается. Команда ученых из Австралии впервые продемонстрировала принцип сверхпоглощения, лежащий в основе квантовых батарей, в рабочем прототипе.

Странный мир квантовой физики полон феноменов, которые кажутся нам необычными. Молекулы, например, могут настолько переплестись, что начинают действовать коллективно, и это приводит к целому спектру квантовых эффектов. В том числе, к сверхпоглощению, которое усиливает способность молекулы поглощать свет. В случае квантовых батарей такой феномен приводит к очевидным преимуществам: чем больше у вас запасающих энергию молекул, тем эффективнее они абсорбируют эту энергию. Другими словами, чем больше батарея, тем быстрее она будет заряжаться.

По крайней мере, в теории это так. До сих пор эффект сверхпоглощения не был продемонстрирован в достаточно большом для создания квантовой батареи масштабе. Однако ученым из Университета Аделаиды удалось совершить именно это, рассказывает New Atlas.

Они построили опытное устройство, поместив активный слой светопоглощающих молекул — красителя Lumogen F Orange — в микрогравитацию между двумя зеркалами. Зеркала сделаны из чередующихся слоев диэлектриков — диоксида кремния и пентоксида ниобия — чтобы получить так называемый «распределенный брэгговский отражатель». Такое зеркало отражает намного больше света, чем обычное.

Затем ученые применили импульсный фотолиз для измерения хранения энергии молекулами красителя и скорости заряда устройства. Как и предполагалось, по мере нарастания микрогравитации и количества молекул снижалось время зарядки. Другими словами, сверхпоглощение было продемонстрировано в действии.

В конечном итоге этот прорыв может открыть дорогу к практическому применению квантовых батарей для электромобилей или систем хранения энергии для ветровых и солнечных станций.

О прорыве в создании квантовых чипов сообщили в начале года ученые из Австралии и Германии. Подход, имитирующий методы создания традиционных вычислительных устройств, позволяет получать большие паттерны атомов, квантовыми состояниями которых можно управлять. Разработчики надеются, что инновация поможет построить квантовые машины очень большого размера.