Ať už jsou to naše smartphony, notebooky, inteligentní hodinky, či dokonce elektromobily, všechna tato zařízení spoléhají nejčastěji na lithium-iontové baterie. Ty využívají klasické elektrochemické přístupy pro uchovávání energie. Všichni ale víme, že to není ideální technologie a tyto baterie časem, i když jsou nabité, svou energii ztrácejí.
Kanadští vědci z univerzity v Albertě a v Torontu ale vyvinuli design nové kvantové baterie. Ta by podle jejich modelu neměla ztrácet elektrický náboj. Jak informuje portál Phys, baterie by měla být nanovelkostí, jejíž uplatnění by bylo rovněž při designu nanotechnologií.
Vedoucí výzkumu, Gabriel Hanna z univerzity v Albertě, potvrzuje, že dokáží vyvinout nanobaterii aniž ztrácela elektrický náboj. Navíc je velkou výhodou, že vyrobit baterii by bylo možné již existujícími technologiemi na výrobu nanomateriálů. Své uplatnění by mohli také najít v kvantových počítačích nebo v nanorobotů.
Vědecký tým na uskutečnění své myšlenky použil model kvantové sítě s vysokou strukturální symetrií jako platformu pro ukládání excitonové energie, tedy energie, když foton absorbuje dostatečně energetický foton světla. Pomocí tohoto modelu dokázali, že je možné ukládat energii bez jakýchkoliv ztrát vůči okolí.
Klíčem k úspěchu je podle Hanna připravit tuto kvantovou baterii v tzv. temném stavu. Jak uvádí portál Osel, v tomto stavu jsou elektrony v soudržné superpozici, která jim brání absorbovat, ale i vyzařovat energii a kvantová síť v tomto stavu si nedokáže vyměňovat energii s okolním prostředím.
„Když je síť v tmavém stavu, nemůže si vyměňovat energii se svým prostředím. Systém se v podstatě stává imunní vůči všem vlivům prostředí. To znamená, že baterie je vysoce odolná proti ztrátám energie,“ uvádí Hanna.
Když z takové baterie bude nutné energii odebrat například pro napájení, bude nutné narušit strukturální symetrii kvantové sítě.
Je jasné, že vědce čeká ještě dlouhá cesta. Budou muset hledat vhodné způsoby, jak takovou baterii nabíjet a také jako vybíjet a napájet ní systémy. Pokud se jim to podaří rozlousknout a vyhotovit funkční model, může to v budoucnu znamenat revoluci nejen ve výrobě baterií, ale i v napájení nanotechnologií.