Kvant batareyası texnologiyası Avstraliyada yerləşən bir tədqiqat qrupu tərəfindən hazırlanmış yeni bir prototip ilə nəzəriyyədən praktikaya doğru əhəmiyyətli bir addım atıb. Avstraliya Kosmik Agentliyi, CSIRO, RMIT Universiteti və Melburn Universiteti ilə əməkdaşlıqda hazırlanan bu sistem lazerlərdən istifadə edərək simsiz olaraq doldurula bilər. Prototip enerjini nanosaniyələr üçün saxlayarkən femtosaniyələr ilə doldurulur. Tədqiqatçıların fikrincə, bu, enerjinin saxlanma müddətinin doldurma müddətindən təxminən bir milyon dəfə çox olduğunu göstərir.
Ənənəvi batareyalar və kvant batareyaları arasındakı fərq əsasən enerjinin saxlanma metodundadır. Smartfonlardan elektrikli nəqliyyat vasitələrinə qədər hər şeydə istifadə edilən litium-ion batareyaları kimyəvi reaksiyalar vasitəsilə enerjini saxlayır və buraxır. Bu proses fiziki məhdudiyyətlərə görə müəyyən sürətləri aşa bilməz. Digər tərəfdən, kvant batareyaları enerjini tamamilə fərqli bir səviyyədə idarə etmək üçün superpozisiya və dolaşıqlıq kimi kvant mexanikası prinsiplərindən istifadə edir. Tədqiqat qrupu tərəfindən hazırlanmış prototipdə enerji saxlama prosesi klassik hüceyrələrarası kimyəvi dəyişikliklər vasitəsilə deyil, işıq və kvant vəziyyətləri arasındakı qarşılıqlı təsir yolu ilə baş verir. Lazer texnologiyası burada rol oynayır. Sistem tək bir böyük superabsorbsiya hadisəsində işığı udmaqla çox tez doldurula bilər. Bu yanaşma ənənəvi batareyalarda tədricən enerji doldurma konsepsiyasından tamamilə fərqli bir prinsipə əsaslanır.
Kvant mexanikasına əsaslanan batareya arxitekturası necə fərq yaradır?
Prototipin performansını daha aydın başa düşmək üçün verilən nümunələr texnologiyanın miqyasını göstərir. Tədqiqatçılar bildirirlər ki, bu sistemi gündəlik həyata tətbiq etməklə, yarım saatda doldurulan bir telefon nəzəri olaraq 100 ildən çox davam edə bilər. Alternativ olaraq, bir saniyədə doldurulan bir batareya təxminən 11 gün davam edə bilər. Bu cür müqayisələr kvant batareyalarının potensialını anlamaq üçün diqqətəlayiq olsa da, mövcud texnologiyanın hələ də bu səviyyədən olduqca uzaq olduğu xüsusilə vurğulanır.
Hazırkı prototipin tutumu cəmi bir neçə milyard elektron voltdur. Bu dəyər ilk baxışdan yüksək görünsə də, praktik istifadə baxımından olduqca məhduddur. Məsələn, təxminən 5 milyard elektron volt enerji uçan ağcaqanadın enerjisindən yüz minlərlə dəfə azdır. Bu, prototipin hələ heç bir elektron cihazı enerji ilə təmin edə bilmədiyini açıq şəkildə göstərir. Lakin, tədqiqatın ən vacib aspektlərindən biri kvant batareyalarının miqyaslanma potensialına işarə edir. Ənənəvi batareyalarda tutum artdıqca doldurma müddəti artarkən, kvant batareyalarında bunun əksi müşahidə olunur. Tədqiqatçıların “kollektiv effektlər” kimi təsvir etdiyi bu fenomen, sistemdəki hüceyrələrin sayı artdıqca doldurma müddətinin qısala biləcəyini göstərir. Bu, xüsusən də genişmiqyaslı enerji saxlama sistemləri üçün oyunu dəyişdirən bir xüsusiyyət hesab olunur.
Aparıcı tədqiqatçılardan biri olan Dr. James Quach, hazırlanmış prototipin tam dövrü tamamlaya bilən batareyanın ilk nümunəsi olduğunu bildirir. Yəni, sistem yalnız enerjini saxlamır, həm də doldurula və boşaldıla bilər. Texnologiyanın potensial tətbiqləri arasında kvant kompüterləri fərqlənir. Bu gün bu sistemlərin ən böyük problemlərindən biri sabit və sürətli enerji mənbələrinə ehtiyacdır. Kvant batareyaları bu sahədə mühüm rol oynaya bilər. Bundan əlavə, lazerlərlə simsiz doldurula bilən dronlar və ya hərəkətdə olarkən enerji ala bilən elektrikli nəqliyyat vasitələri kimi ssenarilər də nəzəri olaraq mümkün görünür. Lakin bu cür tətbiqlərin reallığa çevrilməsi üçün enerji saxlama müddətinin əhəmiyyətli dərəcədə artırılması lazımdır.
