Bí quyết mở khóa đột phá về siêu hấp thụ siêu hấp thụ quan trọng cho pin lượng tử thế hệ tiếp theo

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Adelaide và các đối tác nước ngoài của họ đã thực hiện một bước quan trọng trong việc biến pin lượng tử thành hiện thực. Họ đã chứng minh thành công khái niệm siêu hấp thụ, một ý tưởng quan trọng làm nền tảng cho pin lượng tử.

“Pin lượng tử, sử dụng các nguyên tắc cơ học lượng tử để nâng cao khả năng của chúng, đòi hỏi thời gian sạc càng ít càng lớn,” Tiến sĩ James Q. Guo, nghiên cứu viên của Ramsay tại Trường Khoa học Vật lý và Viện Quang tử và Cao cấp, cho biết Cảm biến (IPAS), tại Đại học Adelaide.

“Về mặt lý thuyết, năng lượng sạc của pin lượng tử tăng nhanh hơn so với kích thước của pin, điều này có thể cho phép những cách mới để tăng tốc độ sạc.”

Để chứng minh khái niệm về siêu hấp thụ, nhóm nghiên cứu – người đã công bố phát hiện của họ trên tạp chí Science Advances – đã xây dựng một số vi khoang giống như tấm wafer với các kích thước khác nhau chứa số lượng phân tử hữu cơ khác nhau. Mỗi chiếc được sạc bằng tia laser.

“Lớp tích cực của vi trọng lực chứa các vật liệu bán dẫn hữu cơ có chức năng lưu trữ năng lượng. Cơ bản của hiệu ứng siêu hấp dẫn của pin lượng tử là ý tưởng cho rằng tất cả các phân tử hoạt động chung thông qua một đặc tính được gọi là chồng chất lượng tử, ”Tiến sĩ Quách nói.

“Về mặt lý thuyết, năng lượng sạc của pin lượng tử tăng nhanh hơn so với kích thước của pin, điều này có thể cho phép những cách mới để tăng tốc độ sạc.” – Tiến sĩ James Q. Quách

“Khi kích thước vi trọng lực tăng lên và số lượng phân tử tăng lên, thời gian sạc sẽ giảm xuống.

“Đây là một bước đột phá quan trọng và đánh dấu một cột mốc quan trọng trong sự phát triển của pin lượng tử.”

Ý tưởng về pin lượng tử có khả năng tác động đáng kể đến việc thu và lưu trữ năng lượng trong năng lượng tái tạo và trong các thiết bị điện tử thu nhỏ.

Đến năm 2040, năng lượng tiêu thụ của mọi người dự kiến sẽ tăng 28% so với mức năm 2015. Phần lớn năng lượng sẽ vẫn đến từ nhiên liệu hóa thạch với chi phí lớn đối với môi trường. Một loại pin có khả năng thu và lưu trữ năng lượng ánh sáng đồng thời sẽ giúp giảm chi phí đáng kể trong khi giảm tính không thể đoán trước của năng lượng từ các công nghệ năng lượng mặt trời.

Một vista mới trong công nghệ pin, được thúc đẩy bởi sức mạnh của cơ học lượng tử, có thể trở thành hiện thực bằng cách áp dụng công việc của nhóm.

“Các khái niệm mà Tiến sĩ Quách và nhóm của ông đã nghiên cứu mở ra khả năng về một loại thiết bị lưu trữ năng lượng nhỏ gọn và mạnh mẽ mới,” Giáo sư Peter Veitch của Đại học Adelaide, Trưởng khoa Khoa học Vật lý, cho biết.

Bước tiếp theo là phát triển một nguyên mẫu pin lượng tử hoạt động đầy đủ.

Tham khảo: “Siêu hấp thụ trong vi trọng lực hữu cơ: Hướng tới pin lượng tử” của James Q. Quach, Kirsty E. McGhee, Lucia Ganzer, Dominic M. Rouse, Brendon W. Lovett, Erik M. Gauger, Jonathan Keeling, Giulio Cerullo, David G. Lidzey và Tersilla Virgili, ngày 14 tháng 1 năm 2022, Những tiến bộ của Khoa học .
DOI: 10.1126 / sciadv.abk3160

Theo Scitechdaily