Invenția unei baterii cuantice (fără fir) cu autonomie nelimitată, care să nu-și piardă niciodată eficiența, este mai aproape decât se crede

Conceptul de baterie cuantică a fost teoretizat în 2012 de Robert Alicki și Mark Fannes. Acesta se bazează pe principiile fizicii cuantice. Acest tip de baterie stochează energia fotonilor (dar nu pe cea a ionilor sau a electronilor, ca în cazul bateriilor electrochimice).

Această soluție de stocare a energiei prezintă o serie de avantaje, printre care se numără timpul redus de încărcare. Cu toate acestea, o serie de constrângeri împiedică încă aplicarea sa în practică. Cercetătorii urmăresc în prezent să le rezolve, deoarece această nouă tehnologie ar putea revoluționa stocarea energiei pentru electronicele mici și pentru mașinile electrice. Una dintre probleme este că ar putea fi expusă la pierderi de eficiență și la îmbătrânire în timp, deoarece este sensibilă la perturbațiile create de mediul înconjurător. Potrivit acestui nou studiu, ar putea fi posibilă evitarea acestor probleme prin reîncărcarea acestui tip de baterie cu ajutorul unui ghid de undă.

Potrivit raportului studiului lor, acești cercetători susțin că decoerența indusă de mediu este responsabilă de pierderea de energie și de uzura bateriilor cuantice teoretice. În plus, pe măsură ce puterea de cuplare dintre baterie și încărcător scade și distanța dintre cele două dispozitive crește, procesul de încărcare devine ineficient. Pentru a remedia acest aspect, grupul de cercetare de la Universitatea Lanzhou din China, condus de profesorul Jun-Hong An, a dezvoltat o nouă tehnică de încărcare fără fir.

Acești cercetători consideră că, prin evitarea contactului dintre baterie și dispozitivul de încărcare a acesteia, aceste probleme pot fi depășite. De aceea, ei propun să le plaseze în două zone separate ale unui ghid de undă, fără a se atinge unul de celălalt. Ghidul de undă este format dintr-un tub metalic dreptunghiular subțire, gol, umplut cu un câmp electromagnetic. Echipa a folosit teoria cuantică pentru a stabili ecuațiile care descriu efectul câmpului electromagnetic asupra bateriei, pe de o parte, și asupra încărcătorului, pe de altă parte. Apoi au rezolvat aceste ecuații cu ajutorul unui software specializat și au studiat modul în care bateria cuantică s-ar reîncărca fără contact.

Potrivit lui Jun-Hong An, efectele cuantice sunt fragile. Acest aspect îi determină adesea pe oamenii de știință să creadă că tehnica teoretică de încărcare fără fir nu poate funcționa. Câmpul electromagnetic din interiorul ghidului de undă dreptunghiular ar putea perturba aceste efecte cuantice. Dar nu este cazul, potrivit acestei echipe de cercetători. Calculele lor sugerează că această nouă metodă de încărcare este eficientă. Potrivit acestora, interacțiunea bateriei cu încărcătorul în același câmp electromagnetic face posibilă obținerea unei încărcări ideale și a unei rezistențe perfecte la îmbătrânire în timpul utilizării. Aceste două obiecte împărtășesc aceleași perturbații, ceea ce duce la o încărcare îmbunătățită.

Acest nou design ar putea fi testat în laborator. Se cuvine să fie subliniat faptul că ghidurile de undă sunt deja utilizate pe scară largă în alte cercetări. Cu toate acestea, ar fi important să se țină seama de dificultățile întâmpinate de cercetători în adaptarea schemei lor la baterii cuantice mai sofisticate. Calculele lor s-au bazat pe un dispozitiv simplu de stocare a energiei. Însă Jun-Hong An și colegii săi își propun să testeze experimental abordarea lor teoretică privind încărcarea fără fir prin utilizarea unor mici diamante defecte pentru a realiza bateria cuantică și dispozitivul de încărcare. Ce părere aveți despre această descoperire?

Citiți și:
Finlandezii au realizat primul computer cuantic
O nouă realizare științifică ne apropie la un pas de computerele cuantice perfect funcționale

yogaesoteric
26 noiembrie 2023

Also available in: Français