Die australische nationale Wissenschaftsbehörde CSIRO hat in Zusammenarbeit mit der RMIT University und der University of Melbourne den ersten voll funktionsfähigen Proof-of-Concept-Prototypen einer Quantenbatterie erfolgreich entwickelt. Dieser Prototyp basiert auf dem Prinzip kollektiver Quanteneffekte und demonstriert das Potenzial für schnelles, skalierbares Laden und Energiespeicherung. Er bietet neue Ansätze für Energie-Lösungen der nächsten Generation.
Quantenbatterien ähneln herkömmlichen Batterien, da sie Energie laden, speichern und abgeben können, nutzen jedoch Quantenmechanik-Eigenschaften wie Superposition und Verschränkung. Der leitende Forscher Dr. James Quach erklärt: „Unsere Forschung bestätigt einen grundlegend kontraintuitiven Quanteneffekt: Quantenbatterien laden schneller, je größer sie sind. Diese Eigenschaft besitzen heutige Batterien nicht.“ Er fügt hinzu, dass Quantenbatterien ein erhebliches Potenzial für effiziente und schnelle Energiespeicherung aufweisen.
CSIRO weist darauf hin, dass der Prototyp eine mehrschichtige organische Mikrokavitätsstruktur aufweist und drahtlos über Laser aufgeladen wird. Das Team verwendete spektroskopische Techniken, um das Ladeverhalten zu bestätigen, und zeigte, dass die gespeicherte Energie sechs Größenordnungen länger gehalten wird als die Ladezeit. Dr. Quach erläutert im Artikel: „Angenommen, eine Quantenbatterie hat N Speichereinheiten, und jede Einheit benötigt eine Sekunde zum Laden. Der Kollektiveffekt bedeutet, dass beim gleichzeitigen Laden aller Einheiten jede nur 1∕√N Sekunden benötigt, um vollständig geladen zu werden.“ Diese kontraintuitive Eigenschaft ermöglicht es Quantenbatterien, bei Skalierung schneller zu laden.
Die Studie demonstriert schnelles, skalierbares Laden und Energiespeicherung bei Raumtemperatur. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Light: Science and Applications“ veröffentlicht. Dr. Quach betont: „Obwohl in der Quantenbatterieforschung noch viel Arbeit zu leisten ist, haben wir einen wichtigen Schritt zur Verwirklichung dieser Möglichkeiten gemacht. Der nächste Schritt besteht nun darin, ihre Energiespeicherzeit zu verlängern, um die kommerzielle Machbarkeit anzunähern.“ CSIRO sucht derzeit potenzielle Entwicklungspartner, um die Weiterentwicklung der Quantenbatterietechnologie voranzutreiben.
