Ученые сделали шаг к созданию батарей нового поколения, разработав прототип квантового аккумулятора, способного накапливать, хранить и отдавать энергию. Работа опубликована в журнале Light: Science (LS).
В отличие от обычных батарей, где энергия запасается за счет химических реакций, квантовые батареи используют эффекты квантовой механики — в частности, суперпозицию и взаимодействие света с электронами. Это потенциально позволяет значительно ускорить зарядку и увеличить емкость.
Авторы показали, что созданное устройство действительно может выполнять полный цикл работы: получать энергию, удерживать ее и затем отдавать. Прототип представляет собой многослойную органическую структуру, которую удалось зарядить беспроводным способом — с помощью лазера.
Одним из ключевых результатов стало неожиданное свойство таких систем: чем больше квантовая батарея, тем быстрее она заряжается. В традиционных аккумуляторах такого эффекта нет.
«Это указывает на то, что квантовые батареи в будущем могут превзойти существующие технологии хранения энергии», — отметил один из авторов работы Дэниел Тиббен.
Руководитель исследования Джеймс Куач добавил, что технология пока находится на ранней стадии, однако уже демонстрирует возможность быстрой и масштабируемой зарядки при комнатной температуре.
В перспективе такие устройства могут позволить заряжать электронику и электромобили значительно быстрее, чем сегодня, а также передавать энергию на расстоянии без проводов.
Сейчас исследователи сосредоточены на увеличении времени хранения энергии — это ключевое условие для практического применения квантовых батарей.
Ранее в России ускорили проектирование ключевых элементов электроники до нескольких минут.