Το "έχω 2% μπαταρία και πρέπει να φύγω σε πέντε λεπτά" ίσως κάποτε πάψει να προκαλεί πανικό. Ερευνητές στην Αυστραλία παρουσίασαν ένα πρωτότυπο που αμφισβητεί όσα γνωρίζουμε για τη φόρτιση, δηλαδή μια κβαντική μπαταρία που φορτίζει σχεδόν ακαριαία και, μάλιστα, γίνεται ταχύτερη όσο μεγαλώνει.
Πίσω από την έρευνα βρίσκεται ομάδα του αυστραλιανού επιστημονικού οργανισμού CSIRO, σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο RMIT και το Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης. Επικεφαλής είναι ο Δρ James Quach, ο οποίος φιλοδοξεί στο μέλλον η τεχνολογία να επιτρέπει τη φόρτιση ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου σε λιγότερο χρόνο από όσο απαιτεί σήμερα ένα γέμισμα με βενζίνη.
Διαβάστε Επίσης
Η μεγάλη διαφορά σε σχέση με τις σημερινές μπαταρίες βρίσκεται στον τρόπο λειτουργίας. Οι συσσωρευτές λιθίου φορτίζουν μέσα από χημικές αντιδράσεις και τη μετακίνηση σωματιδίων. Όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητά τους, τόσο περισσότερη ενέργεια πρέπει να περάσει στο εσωτερικό τους και, συνήθως, τόσο περισσότερο διαρκεί η διαδικασία.
Στην κβαντική μπαταρία συμβαίνει το αντίθετο. Οι επιμέρους μονάδες αποθήκευσης δεν λειτουργούν ανεξάρτητα, αλλά συντονίζονται και απορροφούν την ενέργεια συλλογικά. Το φαινόμενο ονομάζεται "υπεραπορρόφηση" και σημαίνει ότι η προσθήκη περισσότερων μονάδων μπορεί να μειώνει (αντί να αυξάνει) τον χρόνο φόρτισης.
Το εργαστηριακό πρωτότυπο αποτελείται από οργανικά μόρια τοποθετημένα μέσα σε μια μικροσκοπική κοιλότητα ανάμεσα σε δύο καθρέφτες. Ένα λέιζερ μεταφέρει την ενέργεια χωρίς καλώδιο, ενώ η ισχυρή αλληλεπίδραση ανάμεσα στο φως και την ύλη επιτρέπει στο σύστημα να φορτίζεται σε φεμτοδευτερόλεπτα, δηλαδή σε απειροελάχιστα κλάσματα του δευτερολέπτου.
Οι επιστήμονες κατάφεραν επίσης να εξαγάγουν ηλεκτρικό ρεύμα από το σύστημα. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό, καθώς μια μπαταρία δεν αρκεί να απορροφά και να συγκρατεί ενέργεια. Πρέπει να μπορεί και να την αποδίδει σε μια συσκευή. Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, πρόκειται για το πρώτο πρωτότυπο κβαντικής μπαταρίας που ολοκληρώνει ολόκληρο τον κύκλο φόρτισης, αποθήκευσης και εκφόρτισης.
Πριν αρχίσουμε, πάντως, να πετάμε τους φορτιστές μας, υπάρχει μια σημαντική λεπτομέρεια. Το σημερινό πρωτότυπο είναι εξαιρετικά μικρό, αποθηκεύει ελάχιστη ενέργεια και διατηρεί το φορτίο του μόνο για μερικά νανοδευτερόλεπτα. Με απλά λόγια, δεν μπορεί να τροφοδοτήσει ούτε κινητό ούτε οποιαδήποτε άλλη συνηθισμένη συσκευή.
Το γεγονός ότι φορτίζει σε φεμτοδευτερόλεπτα και κρατά την ενέργεια για νανοδευτερόλεπτα σημαίνει ότι η αποθήκευση διαρκεί περίπου ένα εκατομμύριο φορές περισσότερο από τη φόρτιση. Η αναλογία είναι εντυπωσιακή, αλλά το πραγματικό χρονικό διάστημα παραμένει προς το παρόν απαγορευτικά μικρό.
Η πρώτη ρεαλιστική εφαρμογή της τεχνολογίας ενδέχεται να αφορά κβαντικούς υπολογιστές και άλλες μικροσκοπικές συσκευές. Σε βάθος χρόνου, οι ερευνητές οραματίζονται ασύρματη φόρτιση ηλεκτρικών αυτοκινήτων και drones ακόμη και ενώ κινούνται. Για να συμβεί αυτό, θα πρέπει προηγουμένως να αυξηθούν θεαματικά τόσο η χωρητικότητα όσο και ο χρόνος αποθήκευσης.
Μία από τις λύσεις που εξετάζεται είναι η δημιουργία υβριδικών συστημάτων, δηλαδή η κβαντική τεχνολογία θα αναλαμβάνει την αστραπιαία φόρτιση και μια συμβατική μπαταρία θα διατηρεί την ενέργεια για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Η κβαντική μπαταρία δεν είναι ακόμη προϊόν που πλησιάζει στα καταστήματα. Είναι, όμως, η πρώτη σοβαρή απόδειξη ότι η φόρτιση του μέλλοντος μπορεί να μη σημαίνει απλώς ισχυρότερους φορτιστές, αλλά έναν εντελώς διαφορετικό τρόπο αποθήκευσης της ενέργειας.
Με πληροφορίες από BBC
Ακολούθησε το Esquire στο Facebook, το X και το Instagram.
