Kuantum ilkeleri üzerine inşa edilmiş piller hızlı şarj ve deşarj sunabilir – ve teknoloji gerçek dünyaya biraz daha yaklaşmış olabilir
Kuantum piller standart cihazlardan çok daha hızlı şarj edebilir
Deneysel fakat tamamen işleyen bir kuantum pil sistemi, teknolojiyi gerçek dünya uygulamalarına küçük bir adım daha yakınlaştırmaya yardımcı olmuş olabilir. Kuantum cihazları standart piller gibi biraz şarj edebilir ve deşarj edebilir, ancak kuantum pili daha büyük hale getirdikçe işlem hızlanır.
Kuantum piller olarak bilinen kimyasal reaksiyonlar yerine kuantum efektlerini kullanarak çalışan piller, hızlı şarj ve deşarj gibi teorik olarak heyecan verici özelliklere sahiptir. Ancak hiç kimse şimdiye kadar çalışan bir kuantum pil sistemi oluşturmayı başaramadı.
“Önceki hiçbir çalışma, tek bir cihazda şarj edebilecek, enerji ve elektrik gücünü deşarj edebilecek tamamen işleyen bir kuantum pil göstermemişti. Cihazlarımız tam olarak bunu yapıyor ”diyor Avustralya’daki Commonwealth Bilim ve Endüstriyel Araştırma Örgütü’nden James Quach.
Ekibinin pili, aynalar, elektrotlar ve diğer birkaç malzeme ile çevrili bir mikrokavite – küçük bir boş alan – içeren katmanlı bir cihazdır. Bu mikrokavite, bakır, karbon, hidrojen ve azottan yapılmış moleküllerle doldurulur. Pili şarj etmek için araştırmacılar lazer ışığı ile aydınlattı. Bu molekülleri daha enerjik hale getirdi, yani enerjinin bir kısmını ışıktan sakladılar.
Mikrokavite yansıtıldığından, lazer ışığı orada sıkışır. Sonuç olarak, bu ışığın ve moleküllerin kuantum durumları birbirine karışır veya geleneksel pillerde karşılığı olmayan bir şekilde ayrılmaz bir şekilde ilişkilidir. Quach, bu dolaşımın enerjinin, pillerinin daha fazla molekül içeren versiyonlarının daha az olanlardan daha hızlı şarj edileceği şekilde ışıktan moleküllere nasıl aktarıldığını değiştirdiğini söylüyor.
Pilin şarj süresi, molekül sayısının kare kökü ile yaklaşık olarak ters orantılıydı – yani 1 saniyede şarj edilen 10.000 molekül içeren bir pil, bir milyon molekül içeren bir pil sadece 0.1 saniyede şarj olacaktı. Araştırmacılar, 280 ila 790 trilyon molekül arasında değişen pil boyutlarını test ettiler ve şarj süreleri, milyarlarca saniyenin milyonda biri kadar kısa. Aynı eğilim, pilin deşarj süresi için de geçerliydi.
Trinity College Dublin’deki Felix Binder, bu kadar çok molekül kullanırken kuantum pilin çalışmasını sağlamak etkileyici. “(Kuantum) bir etki gösteriyorlar ve onu büyük bir cihazla stabil bir şekilde kullanabilecekleri” diyor. Bununla birlikte, yeni pilin teknolojik olarak anlamlı bir şekilde nasıl kullanılabileceği hala bilinmemektedir, çünkü ne kadar enerji depolayabileceği ve diğer cihazlarla nasıl arayüz edeceği henüz net değildir.
Quach’ın görüşüne göre, portatif elektronik ve yenilenebilir enerji depolama gibi hızlı şarj ve deşarjları nedeniyle kuantum pillerin devrimci olabileceği birçok alan vardır ve ekibi bu uygulamalar için çalışıyor. Gündemlerindeki iki zorluk, pilin tuttuğu enerji miktarını arttırıyor ve lazer ışığı yerine güneş ışığı ile şarj ediyor.
