L’invention d’une batterie quantique (sans fil) à autonomie illimitée et qui ne perdrait jamais son efficacité

Une équipe de chercheurs chinois suggère de recharger les batteries quantiques à distance. Cette approche permettrait à cette technologie de stockage d’énergie de demain de maintenir indéfiniment son efficacité maximale tout en résistant à l’usure.

Le concept de la batterie quantique a été théorisé en 2012 par Robert Alicki et Mark Fannes. Il repose sur les principes de la physique quantique. Ce type d’accumulateur stocke l’énergie des photons (mais non pas celui des ions ni des électrons comme avec les batteries électrochimiques). Cette solution de stockage d’énergie a de nombreux avantages, dont son temps de charge réduit. Cependant, quelques contraintes empêchent encore son application dans la pratique. Actuellement, des chercheurs tentent de les résoudre, car cette nouvelle technologie pourrait révolutionner le stockage d’énergie pour les petites électroniques et les voitures électriques. Parmi ces problèmes, celle-ci pourrait être exposée à des pertes d’efficacité et au vieillissement au fil du temps, car elle est sensible aux perturbations créées par son environnement. Selon cette nouvelle étude, il pourrait être possible de les éviter en rechargeant ce type de batterie à l’aide d’un guide d’ondes.

Un processus de chargement sans contact

D’après leur rapport d’étude, ces chercheurs affirment que la décohérence induite par l’environnement est responsable de la perte d’énergie et de l’usure des batteries quantiques théoriques. De plus, lorsque la force de couplage entre la batterie et le chargeur diminue et à mesure que la distance entre ces deux dispositifs augmente, le processus de chargement devient inefficace. Pour y remédier, ce groupe de recherche de l’Université de Lanzhou, en Chine, dirigé par le professeur Jun-Hong An, a mis au point une nouvelle technique de chargement sans fil.

Ces chercheurs pensent qu’en évitant le contact entre la batterie et son appareil de charge, ces problèmes pourront être surmontés. C’est pourquoi ils proposent de les placer dans deux zones distinctes d’un guide d’ondes, sans se toucher. Ce guide est composé d’un mince tube métallique rectangulaire et creux, rempli d’un champ électromagnétique. Cette équipe a employé la théorie quantique afin d’établir les équations qui décrivent l’effet du champ électromagnétique sur la batterie d’une part et sur le chargeur d’une autre. Ensuite, elle a résolu ces équations à l’aide d’un logiciel spécialisé et elle a étudié la façon avec laquelle la batterie quantique se rechargerait sans contact.

Une conception qui peut être testée sur le plan expérimental

Selon Jun-Hong An, les effets quantiques sont fragiles. Ce qui pousse souvent les scientifiques à penser que la technique théorique de la charge sans fil ne peut pas marcher. Le champ électromagnétique à l’intérieur du guide d’ondes rectangulaire pourrait déranger ces effets quantiques. Mais ce n’est pas le cas, selon cette équipe de chercheurs. Leurs calculs suggèrent que cette nouvelle méthode de chargement est efficace. Selon eux, l’interaction de la batterie avec le chargeur dans un même champ électromagnétique permet d’atteindre une charge idéale et une résistance parfaite contre le vieillissement à l’usage. Ces deux objets partagent les mêmes perturbations, conduisant à l’amélioration de la charge.

Cette nouvelle conception pourrait être expérimentée en laboratoire. Il est à souligner que les guides d’ondes sont déjà très utilisés dans d’autres recherches. Néanmoins, il serait important de prendre en compte les difficultés rencontrés par les chercheurs pour adapter leur schéma à des batteries quantiques plus sophistiquées. Notons que leurs calculs ont été basés sur un dispositif de stockage d’énergie simple. Mais Jun-Hong An et ses collègues proposent de tester expérimentalement leur approche théorique du chargement sans fil en utilisant de minuscules diamants défectueux pour fabriquer la batterie quantique et le dispositif de charge. Que pensez-vous de cette découverte ?

yogaesoteric
27 novembre 2023

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