Ausztrál kutatók megalkották a világ első működőképes (vagyis a teljes akkumulátorciklust teljesítő) kvantumakkumulátorát, ami elképesztően gyorsan tölthető a kvantumvilág szabályait követő furcsa működésének köszönhetően. A kvantumakkumulátor egyelőre nem áll készen a való életbeli (tehát a laboratóriumon kívüli) használatra, és rendkívül kis kapacitású, de bizonyítja, hogy az újszerű akkumulátortípus koncepciója nem csak az elméletekben működik, hanem életképessé válhat a jövőben.

A CSIRO, a Melbourne-i Egyetem, az RMIT Egyetem és az Ausztrál Űrügynökség kutatása során létrehozott akkumulátor egy szuperabszorbens struktúra, amit többrétegű mikroüreges szerkezetből alakítottak ki, és nem a hagyományos akkumulátorok kémiai reakcióin, hanem kvantummechanikai jelenségeken alapul a működése. Az akkumulátort lézerrel lehet feltölteni, méghozzá villámgyorsan: femtoszekundumos időskálán, tehát a másodperc kvadrilliónyi része alatt töltődik. A kis méretű prototípus ezt az energiát csak nanoszekundumokig őrizte, de arányaiban nézve ez is extrémen hosszú élettartamnak bizonyult.

A kvantumakkumulátorok méghozzá lényegében a ma használatos akkumulátorok ellentétei: minél nagyobbak, annál gyorsabban tölthetőek

- a CSIRO munkatársának, Dr James Quach-nak elmondása szerint.

A titok nyitja az úgynevezett szuperextenzivitás, ami azt jelenti, hogy a rendszer válaszreakciója szuperlineárisan skálázható a méret változásához képest.

“Egy szuperabszorbens kvantumakkumulátort tervezünk, amely vezeték nélkül tölthető koherens vagy inkoherens fényforrással, és szuperextenzív elektromos teljesítményt ad le.”

- vázolják a kutatók a kísérletről szóló tanulmányukban - “[...] Ultragyors spektroszkópia alkalmazásával kimutatjuk, hogy a töltési sebesség szuperextenzív módon skálázódik az abszorber molekulák számával.”

Az akkumulátor egyelőre csak néhány milliárd elektronvoltos, de a jövőben a méret növelésével sokkal nagyobb kapacitású példányokat hozhatnak létre a mérnökök és kutatók, amelyeket már hétköznapokban is használni lehet majd. A cél, hogy a mostaninál sokkal gyorsabban feltölthető, sokkal hosszabb üzemidejű akkumulátorok születhessenek, amelyekkel például az elektromos járművek energiaellátásának problémája is megoldható lesz, vagy sokkal távolabbról is tölthető eszközök készülhetnek.

“A koncepció bizonyítására szolgáló eszközünk gyors, skálázható töltést és energiatárolást mutat be szobahőmérsékleten, megalapozva a következő generációs energia­megoldásokat”

– mondta Dr. Quach - “Bár még sok munka áll előttünk a kvantumakkumulátorok kutatásában, fontos lépést tettünk a lehetőségek megvalósítása felé.”

(Fotó: CSIRO, DALEE-3)

Valódi kvantumakkumulátorok még nem léteznek, de a jövőben villámgyorsan lehet majd őket feltölteni Elméleti modellek segítségével kiszámolták, pontosan mennyivel lennének gyorsabban tölthetőek a kvantumakkumulátorok, mint a hagyományosak: az eredmények szerint az egységek számával négyzetesen növekedne a töltés sebessége.