Θα μπορούσε μια μπαταρία στο μέγεθος μιας βαλίτσας να φορτίζει ταχύτερα από εκείνη ενός κινητού τηλεφώνου;

Αν και ακούγεται σαν γρίφος, μια ομάδα Αυστραλών ερευνητών θεωρεί πως η ιδέα αυτή θα πάψει σύντομα να ανήκει στη σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας.

Η ανάπτυξη της πρώτης λειτουργικής «κβαντικής μπαταρίας» ανοίγει τον δρόμο για τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας με ταχύτητες φόρτισης που μέχρι σήμερα θεωρούνταν αδύνατες.

Η πατέντα δημιουργήθηκε από τον ερευνητικό οργανισμό CSIRO σε συνεργασία με το RMIT University και το Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης. Οι επιστήμονες κατάφεραν για πρώτη φορά να αποδείξουν ότι ένα κβαντικό σύστημα μπορεί να φορτίζει, να αποθηκεύει και να απελευθερώνει ενέργεια όπως μια συμβατική μπαταρία, αλλά λειτουργώντας με εντελώς διαφορετικές φυσικές αρχές. Σε αντίθεση με τις σημερινές μπαταρίες, που περιορίζονται από θερμικά και χημικά όρια, η κβαντική προσέγγιση αξιοποιεί φαινόμενα της κβαντικής φυσικής ώστε η φόρτιση να γίνεται σχεδόν ακαριαία.

Η συσκευή μπορεί να απορροφά την ενέργεια ενός λέιζερ με μία μόνο «βολή», χάρη στο κβαντικό φαινόμενο που είναι γνωστό ως «υπεραπορρόφηση» (superabsorption). Το αποτέλεσμα; Η μπαταρία μπορεί να επαναφορτιστεί σχεδόν ακαριαία - σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο. Ναι, λιγότερο χρόνο από όσο χρειάζεται ένα ανοιγοκλείσιμο των ματιών.

Ένα ακόμη σημαντικό πλεονέκτημα είναι ο τρόπος συνεργασίας των μονάδων αποθήκευσης. Στις συμβατικές μπαταρίες κάθε μονάδα λειτουργεί ανεξάρτητα, γεγονός που συχνά επιβραδύνει τη φόρτιση όσο αυξάνεται η χωρητικότητα. Στην κβαντική μπαταρία, όμως, όλες οι μονάδες λειτουργούν συλλογικά. Αυτό σημαίνει ότι όσο μεγαλύτερη γίνεται η μπαταρία, τόσο ταχύτερα μπορεί να φορτίσει - ένα αποτέλεσμα ακριβώς αντίθετο από ό,τι ισχύει σήμερα.

Οι ερευνητές δοκίμασαν το σύστημα χρησιμοποιώντας προηγμένα εργαστηριακά λέιζερ ικανά να καταγράφουν μεταβολές σε εξαιρετικά μικρά χρονικά διαστήματα. Τα αποτελέσματα, που δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό «Light: Science & Applications», θεωρούνται μια σημαντική «απόδειξη» για το μέλλον της ενεργειακής αποθήκευσης.

Όπως σημειώνουν οι ερευνητές, το τεράστιο δυναμικό των κβαντικών μπαταριών μπορεί να οδηγήσει, μέσα στα επόμενα χρόνια, σε συστήματα αποθήκευσης ενέργειας πολύ ταχύτερα και αποδοτικότερα, ικανά να λειτουργούν σε πολύ μεγαλύτερη κλίμακα και για ιδιαίτερα μεγάλες χρονικές περιόδους - δηλαδή να επιτύχουν όσα οι συμβατικές μπαταρίες σήμερα αδυνατούν.

Φυσικά, πριν εγκαταλείψουμε οριστικά τα καλώδια φόρτισης, υπάρχει ακόμη δρόμος: η τεχνολογία πρέπει να φτάσει σε βιομηχανικά πρότυπα, κάτι που απαιτεί σημαντικές βελτιώσεις. Ωστόσο, οι προοπτικές είναι εντυπωσιακές.

Πηγή: futura-sciences.com