PGEgaHJlZj0iaHR0cHM6Ly93d3cub21vZGFqYWVjb28uaHUvamFlY29vL21vZGVsbGVrL2phZWNvby01LWV2Lz91dG1fc291cmNlPXZpbGxhbnlhdXRvc29rJnV0bV9tZWRpdW09cmVmZXJyYWwmdXRtX2NhbXBhaWduPWphZWNvbzVldiZ1dG1faWQ9amFlY29vNWV2IiBvbmNsaWNrPSJqYXZhc2NyaXB0OndpbmRvdy5vcGVuKCdodHRwczovL3d3dy5vbW9kYWphZWNvby5odS9qYWVjb28vbW9kZWxsZWsvamFlY29vLTUtZXYvP3V0bV9zb3VyY2U9dmlsbGFueWF1dG9zb2smdXRtX21lZGl1bT1yZWZlcnJhbCZ1dG1fY2FtcGFpZ249amFlY29vNWV2JnV0bV9pZD1qYWVjb281ZXYnLCAnX2JsYW5rJywgJ25vb3BlbmVyJyk7IHJldHVybiBmYWxzZTsiPjxwaWN0dXJlPjxzb3VyY2Ugc3Jjc2V0PSJodHRwczovL3ZpbGxhbnlhdXRvc29rLmh1L3dwLWNvbnRlbnQvdXBsb2Fkcy8yMDI2LzAzL2xlYWQtamFlY29vLWo1LWV2LW1vYmlsLTIwMjYtMDItMjMuanBnIiBtZWRpYT0iKG1heC13aWR0aDogNzAwcHgpIj48c291cmNlIHNyY3NldD0iaHR0cHM6Ly92aWxsYW55YXV0b3Nvay5odS93cC1jb250ZW50L3VwbG9hZHMvMjAyNi8wMy9sZWFkLWphZWNvby1qNS1ldi1vNS1ldi1wcGMtMDMtMDItMTMwMC14LTYwMC1kZXNrdG9wLTIwMjYtMDItMjMuanBnIiBtZWRpYT0iKG1pbi13aWR0aDogNzAwcHgpIj48aW1nIHNyYz0iaHR0cHM6Ly92aWxsYW55YXV0b3Nvay5odS93cC1jb250ZW50L3VwbG9hZHMvMjAyNi8wMy9sZWFkLWphZWNvby1qNS1ldi1vNS1ldi1wcGMtMDMtMDItMTMwMC14LTYwMC1kZXNrdG9wLTIwMjYtMDItMjMuanBnIiBhbHQ9IiI+PC9waWN0dXJlPjwvYT4=PGEgaHJlZj0iaHR0cHM6Ly93d3cub21vZGFqYWVjb28uaHUvb21vZGEvbW9kZWxsZWsvb21vZGEtNWV2Lz91dG1fc291cmNlPXZpbGxhbnlhdXRvc29rJnV0bV9tZWRpdW09cmVmZXJyYWwmdXRtX2NhbXBhaWduPW9tb2RhNWV2JnV0bV9pZD1vbW9kYTVldiIgb25jbGljaz0iamF2YXNjcmlwdDp3aW5kb3cub3BlbignaHR0cHM6Ly93d3cub21vZGFqYWVjb28uaHUvb21vZGEvbW9kZWxsZWsvb21vZGEtNWV2Lz91dG1fc291cmNlPXZpbGxhbnlhdXRvc29rJnV0bV9tZWRpdW09cmVmZXJyYWwmdXRtX2NhbXBhaWduPW9tb2RhNWV2JnV0bV9pZD1vbW9kYTVldicsICdfYmxhbmsnLCAnbm9vcGVuZXInKTsgcmV0dXJuIGZhbHNlOyI+PHBpY3R1cmU+PHNvdXJjZSBzcmNzZXQ9Imh0dHBzOi8vdmlsbGFueWF1dG9zb2suaHUvd3AtY29udGVudC91cGxvYWRzLzIwMjYvMDMvbGVhZC1vbW9kYS1qNS1ldi1vNS1ldi1wcGMtMDMtMDYtNjAwLXgtNTAwLW1vYmlsLmpwZyIgbWVkaWE9IihtYXgtd2lkdGg6IDcwMHB4KSI+PHNvdXJjZSBzcmNzZXQ9Imh0dHBzOi8vdmlsbGFueWF1dG9zb2suaHUvd3AtY29udGVudC91cGxvYWRzLzIwMjYvMDMvbGVhZC1vbW9kYS1qNS1ldi1vNS1ldi1wcGMtMDMtMDUtMTMwMC14LTYwMC1kZXNrdG9wLmpwZyIgbWVkaWE9IihtaW4td2lkdGg6IDcwMHB4KSI+PGltZyBzcmM9Imh0dHBzOi8vdmlsbGFueWF1dG9zb2suaHUvd3AtY29udGVudC91cGxvYWRzLzIwMjYvMDMvbGVhZC1vbW9kYS1qNS1ldi1vNS1ldi1wcGMtMDMtMDUtMTMwMC14LTYwMC1kZXNrdG9wLmpwZyIgYWx0PSIiPjwvcGljdHVyZT48L2E+ Az ausztrál állami kutatóintézet, a CSIRO, a Melbourne-i Egyetem és a Royal Melbourne Institute of Technology közös kutatócsoportja sikeresen kifejlesztette és tesztelte a világ első kvantumakkumulátorának prototípusát. A kutatók szerint ez az eredmény olyan áttörést jelenthet, amely hosszabb távon jelentősen felgyorsíthatja mind a klasszikus, mind a kvantumakkumulátorok töltési folyamatait. A Light: Science & Applications folyóiratban megjelent tanulmány egy figyelemre méltó kvantummechanikai jelenséget demonstrál. Dr. James Quach, a CSIRO kvantumtudományi és technológiai programjának vezetője, aki a mérnöki csapatot irányította, az Energy Storage News számára elmondta, hogy az áttörés kísérletileg is alátámasztja a kvantummechanika bizonyos, eddig főként elméleti keretek között vizsgált alapelveit az energiatárolás területén. „Eredményeink megerősítenek egy alapvető kvantumhatást, amely ellentmond a klasszikus intuícióknak: a kvantumakkumulátorok annál gyorsabban töltődnek, minél nagyobbak.” A prototípus a CSIRO csapatának korábbi munkájára épül, amely 2022-ben egy szerves mikrokavitásos eszköz segítségével demonstrálta a kvantumakkumulátorok szokatlan töltési dinamikáját. Az akkori rendszer bebizonyította, hogy a töltési idő az akkumulátorban lévő molekulák számának négyzetgyökével fordított arányban csökken. A korábbi prototípusból azonban hiányzott egy kulcsfontosságú elem: egy olyan mechanizmus, amely a tárolt energiát hasznosítható elektromos árammá alakítja. Az új rendszer ezt a korlátot további funkcionális rétegek beépítésével hidalja át, amelyek lehetővé teszik a kvantumállapotban tárolt energia kinyerését és elektromos árammá alakítását. A CSIRO szerint ez jelentős lépés a gyakorlati kvantumakkumulátorok felé. A világ első működőképes kvantumakkumulátora. Kép: CSIRO Így használják ki a kvantumakkumulátorok a kollektív hatásokat A hagyományos akkumulátorokkal ellentétben – amelyek az energia tárolását és leadását kémiai reakciók révén valósítják meg – a kvantumakkumulátorok úgynevezett kollektív kvantumhatásokat használnak ki. Ezek a jelenségek a szuperpozíció és az összefonódás törvényszerűségeiből fakadnak. James Hutchison, a Melbourne-i Egyetem docense így foglalta össze a működés lényegét: „A kvantumakkumulátorok – a hagyományos akkumulátorokhoz hasonlóan – energiát vesznek fel, tárolnak és adnak le. A különbség az, hogy míg a klasszikus rendszerek kémiai reakciókra épülnek, addig a kvantumakkumulátorok a kvantummechanika kollektív tulajdonságait használják ki.” A kvantummechanika egyik előnye a szuperabszorpció jelensége: a rendszer kollektív módon, egy koherens folyamat során veszi fel az energiát, ami gyorsabb töltést tesz lehetővé. Bizonyos feltételek mellett a kvantumakkumulátor tárolóegységei nem függetlenül működnek, hanem kollektív, koherens rendszerként viselkednek. Ennek következtében, ha egy rendszer N darab tárolóegységet tartalmaz, és az egyes egységek feltöltése külön-külön egy másodpercet venne igénybe, akkor az összes egység egyidejű feltöltése az egyes egységek feltöltési idejét mindössze 1/√N másodpercre csökkenti. Ennek következtében az akkumulátor méretének megduplázása az eredeti időtartam valamivel több mint felére csökkenti a töltési időt, mintha minden tárolóegység „tudná”, hogy más egységek is jelen vannak, és azok együttes jelenlétében gyorsabban töltődne. Mesze van még a gyakorlati alkalmazás Bár az eredmények tudományos szempontból jelentősek, a technológia ipari alkalmazása egyelőre távoli. A jelenlegi kvantumakkumulátorok energiatároló képessége rendkívül alacsony, nagyságrendileg néhány gigaelektronvolt (GeV), ami klasszikus energiatárolási mércével elhanyagolható. Emellett az energiatárolás időtartama – a kvantumállapotok rövid koherenciaideje miatt – jellemzően nanoszekundumos skálán mozog, ami messze elmarad a gyakorlati felhasználáshoz szükséges értékektől. Quach elismerte, hogy még hosszú út áll előttünk, ugyanakkor optimistán nyilatkozott a technológia fejlődési irányáról. „Bár még jelentős kutatási munka áll előttünk, fontos lépést tettünk a kvantumakkumulátorok gyakorlati megvalósítása felé. A következő kulcskérdés az energiatárolási idő meghosszabbítása.” A kutatócsoport jelenleg olyan hibrid rendszereken dolgozik, amelyek a kvantumakkumulátorok gyors töltési képességét a hagyományos akkumulátorok hosszabb energiatárolási idejével kombinálnák. Az ilyen megközelítések hosszabb távon új típusú energiatároló megoldásokhoz vezethetnek, amelyek kihasználják mind a kvantum-, mind a klasszikus fizika előnyeit. dr. Papp László (Sol Invictus)Technológiai elemző, és a Villanyautosok.hu csapatának megújuló energiákkal, energiatárolással, illetve piaci trendekkel foglalkozó szakértője. Célja, hogy minél többek számára tegye egyértelművé, hogy a fenntartható jövő gazdaságilag is a legracionálisabb választás. Google hírek iratkozz fel! Heti hírlevél iratkozz fel! Kővédő fólia védd az autód!
