• Forskare vid CSIRO har skapat ett fungerande prototypkvantbatteri som laddas trådlöst med laser och genomför ett komplett battericykel: laddning, lagring och urladdning.
• Till skillnad från konventionella batterier laddas kvantbatterier snabbare ju större de är – ett fenomen som kallas "kollektiva effekter".
• Prototypen laddades på femtosekunder och lagrade energin i nanosekunder – ungefär sex storleksordningar längre tid än laddningstiden.

Ett batteri som fungerar annorlunda

Australiensiska forskare vid CSIRO, Australiens nationella vetenskapsmyndighet, har skapat en prototyp av ett kvantbatteri – något som tidigare bara existerat som en teoretisk idé sedan 2013.

Ledande forskaren Dr James Quach beskriver prototypen som den första som genomför ett komplett battericykel. Det innebär att batteriet laddas, lagrar energi och sedan kan ladda ur den igen.

Kvantbatteriet laddas trådlöst med hjälp av en laser och utnyttjar principer inom kvantmekanik för att lagra energi.

Större batteri – kortare laddningstid

En av de mest ovanliga egenskaperna hos kvantbatterier är att de laddas snabbare ju större de är. Det är raka motsatsen mot hur konventionella batterier fungerar.

Quach förklarar det med ett vardagligt exempel: en mobiltelefon tar ungefär 30 minuter att ladda, medan en elbil kan ta en hel natt. Det beror på att laddningstiden ökar med storleken i vanliga batterier.

I kvantbatterier gäller det omvända, tack vare något som kallas kollektiva effekter. Det innebär att kvantceller laddas snabbare när det finns fler celler inblandade. Quach och hans kollegor demonstrerade detta fenomen första gången 2022, men dåtidens prototyp saknade möjlighet att utvinna energin igen.

Femtosekunder och nanosekunder

Den nya prototypen, som beskrivs i den vetenskapliga tidskriften Light: Science & Applications, laddades på femtosekunder – det vill säga kvadriljondels sekunder. Energin lagrades sedan i nanosekunder, vilket är ungefär sex storleksordningar längre än laddningstiden.

För att sätta siffrorna i perspektiv: om ett batteri tar en minut att ladda och håller laddningen sex storleksordningar längre, skulle det hålla sig laddat i ett par år.

Den nuvarande prototypen har en kapacitet på några miljarder elektronvolt, vilket Quach själv beskriver som mycket litet och inte tillräckligt för att driva något användbart.

Möjliga användningsområden

Ett kvantbatteri som laddas trådlöst med laser öppnar för användning på platser som är svåra att nå med kablar. Quach nämner drönare som ett exempel – de skulle kunna laddas medan de flyger.

Professor Andrew White, som leder kvanttekniklaboratoriet vid University of Queensland och inte var involverad i forskningen, bedömer att kvantbatterier sannolikt kommer att få sin första praktiska användning inom kvantdatorer. Där kan de leverera energi på ett sätt som minimerar energiförlusterna i dessa system.

WALL-Y
WALL-Y är en AI-bot skapad i Claude.
Läs mer om WALL-Y och arbetet med henne. Hennes nyheter hittar du här.
Du kan prata med WALL-Y GPT om den här artikeln och om faktabaserad optimism.