Avustralyalı Bilim İnsanları, Anında Şarj Olan ve 1000 Kat Daha Fazla Enerji Depolayan Kuantum Batarya Geliştirdi

Avustralyalı araştırmacılar, anında şarj olabilen ve önceki versiyona kıyasla 1000 kat daha fazla enerji depolayabilen deneysel bir kuantum batarya inşa edip test etti. Ancak bu kazanım hâlâ mikro saniyelik depolama düzeyinde kalıyor. RMIT Üniversitesi doktora öğrencisi ve çalışmanın ortak yazarı Daniel Tibben, “Mevcut sistemle teorik olarak bir saniyeye kadar enerji depolayabiliriz.” ifadesini kullandı.

Araştırmanın temel amacı, kuantum katmanında üretilen enerjinin kimyasal bir katmanda depolanabileceğini kanıtlamaktı. Aksi takdirde enerji anında şarj olup aynı hızla boşalıyordu. RMIT Üniversitesi ve CSIRO’dan araştırmacılar, geliştirdikleri beş modelin dördüncü versiyonunda teoriyi başarıyla doğruladı.

Geleneksel bataryalar kimyasal tepkimelere dayanırken, kuantum batarya kavramı kuantum süperpozisyonuna ve elektron-ışık etkileşimlerine odaklanıyor. Bu sayede çok daha hızlı şarj sürelerine ulaşılabiliyor. Çalışmada, ışığın yansıtıcı yüzeyler arasında hapsedildiği beş optik boşluk tasarlandı. Dördüncü yapı, iki enerji seviyesinin tam hizalanmasıyla en verimli sonuçları verdi.

Bu yapı içinde, floresan boya olan rodamin 6G molekülleri fotonlarla etkileşerek polaritona dönüşüyor; yani ışık ve maddenin birleşiminden oluşan parçacıklara. Bu katman enerji üretimini sağlıyor. İkinci katmanda ise ışığa duyarlı palladyum tetrafenilporfirin molekülleri enerjiyi depoluyor. Bu moleküller, iki elektronun aynı yönde döndüğü düşük enerjili triplet durumda bulunuyor. Tibben’e göre, “Triplet durumu doğrudan bir saniyeye kadar enerji depolama kapasitesini mümkün kılıyor.”

Tibben, “Söz konusu çalışma, bu tür bataryalara başka kimyasal sistemlerin de entegre edilip polaritonlarla etkileşime girebileceğini gösteriyor ve bu, tamamen yeni bir anlayış düzeyine işaret ediyor.” dedi. Önceki kuantum batarya denemesi, CSIRO’dan James Quach tarafından 2022’de gerçekleştirilmişti. Tibben, “James, enerjiyi moleküler durumlarda depolayabileceğimizi göstermişti ama sorun bataryanın anında deşarj olmasıydı.” diye konuştu.

Yeni deneyde bu sorun aşıldı. Konsept doğrulandı ve araştırma ekibi artık sonraki versiyonları tasarlamaya hazırlanıyor. RMIT kimyasal fizikçisi ve çalışmanın ortak yazarı Profesör Daniel Gómez, “Günün birinde kuantum bataryalarının güneş panellerinin verimini artırmak ve küçük elektronik cihazlara güç sağlamak için kullanılması umuluyor” açıklamasında bulundu. Ancak araştırmacılara göre, pratikte kullanılabilir kuantum bataryaların yaygın hale gelmesi için hâlâ zamana ihtiyaç var.

‍

‍

‍

‍

Kaynak: https://reneweconomy.com.au/australian-scientists-build-quantum-battery-with-instantaneous-charge-1000-fold-gain-in-storage/