Kuantum batarya çalışmalarında önemli bir teorik araştırma yapıldı. Alberta Üniversitesi‘nden bilim insanları, yeni bir kuantum batarya için teorik bir plan geliştirdi. Araştırma Toronto Üniversitesi ile ortak olarak yapıldı. Araştırma, kayıpsız bir eksitonik kuantum bataryanın geliştirilmesinin mümkün olduğunu teorik olarak gösteriyor.
Bataryanın kayıpsız yapısı, herhangi bir sızıntı olmadan enerjiyi süresiz olarak depolayabileceği için bir bataryada çok arzulanan bir özelliktir. Öte yandan bataryanın eksitonik yapısı, elektronlarını ışıkla uyararak şarj edilebileceği anlamına geliyor.
Kimya profesörü ve araştırmanın lideri Gabriel Hanna, “Daha aşina olduğumuz piller (akıllı telefonlara güç veren lityum iyon pil gibi) klasik elektrokimyasal ilkelere dayanırken, kuantum piller yalnızca kuantum mekaniğine dayanıyor.” dedi.
Kuantum batarya, nano ölçekli uygulamalar için kullanılmak üzere tasarlanan küçük, nano boyutlu bir bataryadır. Kuantum batarya, pek çok kuantum cihazında önemli bir bileşen olabilir. Örneğin, gelecekte kuantum bilgisayarlara güç sağlamak için kullanılabilir. Uygulamada ise, günümüzdeki katı hal teknolojileri kullanılarak geliştirilebilir.
Araştırma ekibi, eksitonik enerjiyi depolamak için bir platform olarak yüksek yapısal simetriye sahip açık bir kuantum ağ modelini düşündü. Bu modeli kullanarak ekip, çevreye açık olmalarına rağmen enerjiyi hiçbir kayıp olmadan depolamanın mümkün olduğunu gösterdi.
Prof. Dr. Hanna bu konuda, “Anahtar, bu kuantum ağı karanlık durum olarak adlandırılan şeye hazırlamaktır. Karanlık bir durumdayken, ağ, çevresi ile enerji alışverişinde bulunamaz. Temelde, sistem tüm çevresel etkilere karşı bağışıklık kazanıyor. Bu, bataryanın enerji kayıplarına karşı oldukça dayanıklı olduğunu gösteriyor.” şeklinde açıklama yaptı.
Araştırmacılar bu modeli kullanarak, ağın yapısal simetrisinin kontrollü bir şekilde kırılmasını içeren, depolanan enerjiyi bataryadan boşaltmak için genel bir yöntemi öneriyor. Gelecekteki araştırmalar, pratik uygulamalarda kullanmak için bataryayı ölçeklendirme yollarının yanı sıra, bataryayı şarj etme ve boşaltma yöntemlerini de geliştirmeye odaklanacak.
Çalışma, The Journal of Physical Chemistry C‘de yayımlandı.
Kaynak;