ÚC – Các nhà khoa học Úc đã chế tạo thành công một nguyên mẫu pin lượng tử có khả năng sạc, lưu trữ và xả năng lượng, mở ra những triển vọng mới cho việc lưu trữ năng lượng nhanh chóng và hiệu quả hơn. Mặc dù các dòng pin lượng tử hoàn thiện vẫn chưa xuất hiện trên thị trường, nhưng chúng hứa hẹn sẽ thay đổi hoàn toàn cách thức con người lưu trữ và sử dụng năng lượng trong tương lai.

Công trình nghiên cứu này do viện khoa học quốc gia Úc (CSIRO – Australia’s national science agency) phối hợp cùng đại học RMIT (RMIT university) và đại học Melbourne (university of Melbourne) thực hiện, đã được công bố trên tạp chí ‘Light science and applications’. Tiến sĩ James Quach, Trưởng nhóm khoa học và công nghệ lượng tử tại viện CSIRO, là người dẫn dắt nhóm phát triển nguyên mẫu pin này.

Tiến sĩ Quach chia sẻ: “Mục tiêu lớn cuối cùng là hướng tới một tương lai có thể sạc xe điện nhanh hơn cả việc đổ xăng, hoặc sạc không dây các thiết bị từ khoảng cách xa. Phát hiện của nghiên cứu đã xác nhận một hiệu ứng lượng tử cơ bản vốn hoàn toàn trái ngược với tư duy thông thường: pin lượng tử sạc càng nhanh khi kích thước của chúng càng lớn. Các loại pin hiện nay không hoạt động theo cơ chế đó”.

Phòng thí nghiệm sạch của viện CSIRO, nơi chế tạo nguyên mẫu pin lượng tử

Pin lượng tử tận dụng các đặc tính độc nhất của cơ học lượng tử như sự chồng lượng tử (superposition) và rối lượng tử (entanglement) (*). Ngược lại, các loại pin hiện nay chủ yếu dựa trên các phản ứng hóa học.
(*) Superposition, entanglement: là hai hiện tượng cho phép các hạt ở quy mô siêu nhỏ tồn tại ở nhiều trạng thái cùng một lúc và liên kết chặt chẽ với nhau, giúp quá trình truyền tải năng lượng diễn ra cực nhanh.

Pin mà các nhà nghiên cứu chế tạo có cấu trúc hốc vi mô hữu cơ đa lớp (multi-layered organic microcavity) và được sạc không dây bằng tia laser. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các kỹ thuật quang phổ tiên tiến để xác nhận cơ chế sạc của nguyên mẫu; kết quả cho thấy thời gian duy trì năng lượng lưu trữ dài hơn gấp một triệu lần so với thời gian sạc.

Nghiên cứu này chứng minh các dự đoán quan trọng về những thiết bị mang tính đột phá này, đồng thời mang đến cái nhìn sơ lược về một tương lai tiềm năng được vận hành bởi hệ thống lưu trữ năng lượng lượng tử.

Tiến sĩ Quach nói rằng: “Thiết bị thử nghiệm của nhóm nghiên cứu cho thấy khả năng sạc nhanh, có thể mở rộng quy mô và lưu trữ năng lượng ở nhiệt độ phòng, tạo nền móng cho các giải pháp năng lượng thế hệ mới. Bước tiếp theo đối với pin lượng tử hiện nay là kéo dài thời gian lưu trữ năng lượng. Nếu có thể vượt qua vấn đề đó, sẽ tiến gần hơn đến việc thương mại hóa pin lượng tử”.

Để xem các tin bài khác về “Pin lượng tử”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Electronics Online