Теоретическую концепцию батареи, в которой для хранения энергии используются принципы квантовой механики, предложили в 2013 году. А сейчас исследователи показали экспериментальную модель, которая выполняет полный цикл работы батареи — заряжается, накапливает энергию и разряжается. Батарея представляет собой многослойную микроструктуру из нескольких материалов, элементы которой улавливают энергию направленного лазерного излучения и преобразуют её в электрический ток. Главная особенность в том, что она заряжается быстрее по мере увеличения своего размера, что прямо противоположно поведению традиционных химических батарей. Это связано с так называемым «коллективным эффектом», при котором квантовые ячейки заряжаются быстрее, когда их больше.
Прототип пока очень маленького размера (его емкость всего несколько миллиардов электронвольт) и имеет ряд существенных технических ограничений. Теперь дело за малым — научиться делать квантовые батареи большего размера и добиться стабильного длительного хранения энергии. И тогда, как утверждает ведущий исследователь, батарея, которой потребуется на зарядку одна минута, будет оставаться заряженной в течение «пары лет».
Комментарий от нашего научного редактора Макара Светлого:
«Что нужно понимать в контексте этой новости. Во-первых, пока это не какой-то выдающийся прорыв, а хороший лабораторный эксперимент. Ёмкость объективно ничтожна, время хранения энергии — наносекунды, поэтому и работа в реальных условиях сейчас под большим вопросом. До выхода из стен лаборатории, особенно в транспорт или бытовую электронику, дистанция измеряется десятилетиями, и нет гарантии, что ключевые квантовые эффекты удастся сохранить при масштабировании.
Однако, и это во-вторых, сам факт, что квантовая батарея впервые "зарядилась, накопила и разрядилась" в реальной установке — меняет статус технологии: она перестала быть чисто теоретической разработкой. Если всё это удастся перенести на макроуровень — это будет смена парадигмы, а не эволюционное улучшение. Что-то на уровне высокотемпературной сверхпроводимости. Это вселяет осторожный оптимизм».
Источники: The Guardian, CSIRO
#новости@vertdider #технологии@vertdider