Kvantová batéria porušuje pravidlá. Čím je väčšia, tým rýchlejšie sa nabije

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Nabíjanie sa zrýchľuje so zvyšovaním počtu úložných jednotiek.

• Laserové impulzy nabijú zariadenie v priebehu niekoľkých femtosekúnd.

• Prvý prototyp úspešne transformuje svetlo na elektrický prúd.

Súčasná paradigma ukladania energie prechádza zásadnou transformáciou, ktorá spochybňuje doterajšie základy elektrochémie. Klasické batérie narážajú na svoje fyzikálne limity, pretože ich nabíjanie trvá tým dlhšie, čím majú vyššiu kapacitu. Tento priamo úmerný vzťah medzi veľkosťou a časom čakania pri nabíjačke však neplatí v ríši kvantovej fyziky.

Vedecký tím pod vedením organizácie CSIRO demonštroval svetový unikát v podobe funkčnej kvantovej batérie. Toto zariadenie využíva jav nazývaný superabsorpcia, ktorý umožňuje molekulám vnútri batérie pohlcovať energiu kolektívne. V praxi to znamená, že ak zdvojnásobíme počet molekúl v systéme, čas nabíjania sa skráti takmer na polovicu.

Pri klasických lítiových batériách sa každá bunka nabíja samostatne, čo pri veľkých akumulátoroch trvá celé hodiny. Kvantový systém však funguje ako jedna anténa, ktorá nasáva energiu z laserového lúča vysokou rýchlosťou.

Samotné nabíjanie prebieha pomocou laserových impulzov, ktoré trvajú len niekoľko femtosekúnd. Hlavným úspechom je schopnosť prototypu energiu nielen prijať, ale aj vybiť vo forme elektriny. Staršie modely síce dokázali energiu nabiť, ale nevedeli ju efektívne uvoľniť. Nový model už obsahuje pridané vrstvy, ktoré zabezpečujú plynulý prenos náboja do pripojeného zariadenia.

Hoci súčasný prototyp udrží energiu len v rádoch nanosekúnd alebo mikrosekúnd, pokrok je zreteľný. V júli 2025 sa vedcom podarilo predĺžiť životnosť náboja až 1000-násobne v porovnaní s predchádzajúcimi experimentmi. Tím predpokladá, že pri presnom ovládaní fotónov dosiahnu v laboratórnych podmienkach účinnosť nabíjania blízku k 100 %.

Jednou z výhod je, že tento systém pracuje pri bežnej izbovej teplote bez potreby chladenia. Iné konkurenčné prístupy vyvíjané v zahraničí vyžadujú extrémne nízke teploty blízke absolútnej nule. To by v bežnej praxi, napríklad v mobilných telefónoch alebo autách, bolo energeticky príliš náročné.

Aktuálne sa technológia zameriava na napájanie kvantových počítačov, ktoré vyžadujú stabilný prísun energie bez šumu. Výskumníci však už teraz hľadajú partnerov v priemysle pre vývoj rýchlych nabíjacích staníc. Víziou je svet, kde elektromobil sa dobije na plnú kapacitu batérie za menej ako 1 min.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Kvantové batérie umožnia bleskové nabíjanie elektromobilov a stabilizujú dodávky energie pre budúce kvantové superpočítače.

Zdroj: theconversation.com foto: ChatGPT