Một nguyên mẫu pin lượng tử mới sử dụng các quy luật kỳ lạ của vật lý lượng tử để sạc cực nhanh, có khả năng vượt trội hơn các loại pin truyền thống. Nguồn: AI/ScienceDaily.com

Bước đột phá về pin lượng tử được hé lộ

Các nhà nghiên cứu Úc đã có một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng, khi phát triển và thử nghiệm thành công thứ được cho là pin lượng tử nguyên mẫu đầu tiên trên thế giới.

Các nhà khoa học cho rằng công nghệ mới nổi này có thể định hình lại cách thức lưu trữ và phân phối năng lượng, từ đó có khả năng cho phép các thiết bị sạc với tốc độ nhanh hơn đáng kể.

Pin lượng tử đầu tiên được phát triển và thử nghiệm

Dự án này do CSIRO dẫn đầu, hợp tác với Đại học Melbourne và RMIT, với các phát hiện được công bố trên Tạp chí Nature Light: Science & Applications . Những người đóng góp chính bao gồm các nhà nghiên cứu của Đại học Melbourne, Phó Giáo sư James Hutchison và Giáo sư Trevor Smith.

"Tương tự như các loại pin thông thường, pin lượng tử sạc, lưu trữ và giải phóng năng lượng. Nhưng trong khi các loại pin thông thường dựa vào phản ứng hóa học, pin lượng tử lại tận dụng các đặc tính của cơ học lượng tử," Phó Giáo sư Hutchison cho biết, "Ưu điểm của công nghệ lượng tử là hệ thống hấp thụ ánh sáng trong một sự kiện 'siêu hấp thụ' khổng lồ duy nhất, và điều này giúp sạc pin nhanh hơn."

Xác nhận khả năng sạc nhanh

Để kiểm chứng hiệu năng của nguyên mẫu, các nhà nghiên cứu đã sử dụng Phòng thí nghiệm Laser siêu nhanh thuộc Khoa Hóa học của Đại học Melbourne. Các kỹ thuật quang phổ tiên tiến cho phép họ quan sát và xác nhận khả năng sạc nhanh của pin.

"Những khả năng độc đáo của Phòng thí nghiệm Laser siêu nhanh của chúng tôi, bao gồm bộ khuếch đại laser femtosec kép và bộ khuếch đại tham số quang học có thể điều chỉnh, đóng vai trò quan trọng trong việc giúp chúng tôi ghi lại các tín hiệu siêu nhanh trên phạm vi thời gian rộng lớn," Giáo sư Smith cho biết.

Hướng tới tương lai lưu trữ năng lượng lượng tử

Những phát hiện này cung cấp cái nhìn sơ bộ về cách các hệ thống năng lượng dựa trên lượng tử có thể cung cấp năng lượng cho các công nghệ tương lai.

Tiến sĩ James Quach, Trưởng nhóm Nghiên cứu khoa học và công nghệ lượng tử tại CSIRO, đã dẫn dắt nhóm thiết kế và chế tạo nguyên mẫu.

"Nghiên cứu và chứng minh tính khả thi của ý tưởng này đã khẳng định tiềm năng đầy hứa hẹn của pin lượng tử trong việc đạt được khả năng sạc nhanh, có thể mở rộng và lưu trữ năng lượng ở nhiệt độ phòng, đặt nền móng cho các giải pháp năng lượng thế hệ tiếp theo," Tiến sĩ Quach cho biết.

"Những phát hiện của chúng tôi xác nhận một hiệu ứng lượng tử cơ bản hoàn toàn trái ngược với trực giác: pin lượng tử sạc nhanh hơn khi chúng trở nên lớn hơn."

"Mặc dù vẫn còn nhiều việc phải làm trong nghiên cứu pin lượng tử, nhưng chúng ta đã có một bước tiến quan trọng hướng tới hiện thực hóa những khả năng của nó. Bước tiếp theo hiện nay đối với pin lượng tử là kéo dài thời gian lưu trữ năng lượng của chúng."