Les chercheurs de l’université d’adélaïde, en Australie, et leurs partenaires étrangers ont franchi une étape cruciale dans la réalisation des batteries quantiques. Ils ont réussi à démontrer le concept de l’hyperabsorption, l’idée clé qui sous-tenait les batteries quantiques.
Les chercheurs ont introduit la superabsorption, une théorie scientifique complexe applicable à la technologie quantique, qui représente un effet quantique collectif où les transitions entre états moléculaires créent des interférences constructives. Les interférences constructives se produisent dans toutes sortes d’ondes (lumière, son, ondes sur l’eau). L’hyperabsorption se produit lorsque les différentes ondes se combinent pour produire un effet plus grand que l’une ou l’autre. De manière cruciale, cela permet aux molécules combinées d’absorber la lumière plus efficacement que chaque molécule agissant seule. Cela signifie que plus il y a de molécules dans un dispositif de stockage d’énergie quantique, c’est-à-dire plus la batterie quantique est grande, plus elle absorbe l’énergie efficacement et prend plus de temps de charge.
«Théoriquement, la puissance de recharge d’une batterie quantique pourrait augmenter plus rapidement que la taille de la batterie, ce qui pourrait conduire à de nouvelles façons de recharger», a déclaré le Dr James q. quach, chercheur à l’institut de photonique et de détection avancée de l’université d’adélaïde.
Pour démontrer le concept de l’hyperabsorption, l’équipe a construit de petites microcavités en forme de plaquettes de différentes tailles, chacune contenant un nombre différent de molécules organiques. Ils rechargent ensuite chaque microcavité en forme de plaquette avec un laser.
«La couche active de la microcavité contient un matériau semi-conducteur organique qui stocke de l’énergie. La base de l’effet d’hyperabsorption des cellules quantiques est l’idée que toutes les molécules agissent ensemble par une propriété appelée superposition quantique.” Dit le Dr Kwaher.
“Avec l’augmentation de la taille des microcavités et l’augmentation du nombre de molécules, le temps de charge diminue.” «Il s’agit d’une percée majeure qui marque une étape importante dans le développement des batteries quantiques», a déclaré le Dr Kwach.
Selon l’équipe de recherche, l’idée de cellules quantiques pourrait avoir un impact majeur sur la capture et le stockage de l’énergie dans les énergies renouvelables et les micro-appareils électroniques.
D’ici 2040, les niveaux de consommation d’énergie devraient augmenter de 28% par rapport à 2015. La majeure partie de l’énergie continuera à provenir de combustibles fossiles, mais cela entraîne un coût élevé en termes de pollution de l’environnement. Une cellule capable de collecter et de stocker simultanément l’énergie lumineuse réduirait considérablement les coûts tout en réduisant les incertitudes énergétiques qui existent dans la technologie solaire. Les nouvelles perspectives de la technologie des batteries, stimulées par la mécanique quantique, pourraient devenir une réalité grâce à la sous-étude.
Le concept de batterie quantique a été lancé en 2015, mais le nom a sa propre magie: il semble inaccessible. Cependant, cela n’affecte pas leur position dans l’esprit des scientifiques — les batteries quantiques sont considérées comme très susceptibles de révolutionner le secteur du stockage d’énergie à l’avenir. En bref, elles se rechargent plus rapidement que toutes les batteries conventionnelles. C’est pourquoi la première démonstration réussie du principe de «superabsorption», l’idée clé qui sous-tenait les batteries quantiques, est si appréciée. Cela a été vu comme un signe que la batterie quantique ou va devenir réalité.