Les chercheurs de l’Université d’Adélaïde et leurs partenaires étrangers ont franchi une étape clé dans la réalisation des batteries quantiques. Ils ont réussi à prouver le concept de superabsorption, une idée cruciale à la base des batteries quantiques.
“Les batteries quantiques, qui utilisent les principes de la mécanique quantique pour améliorer leurs capacités, nécessitent moins de temps de charge au fur et à mesure qu’elles grossissent”, a déclaré le Dr James Q. Quach, boursier Ramsay à l’école des sciences physiques et à l’institut de photonique et de détection avancée (IPAS) de l’université d’Adélaïde.
“Il est théoriquement possible que la puissance de charge des batteries quantiques augmente plus rapidement que la taille de la batterie, ce qui pourrait permettre de nouvelles façons d’accélérer la charge.”
Pour prouver le concept de superabsorption, l’équipe – qui a publié ses résultats dans la revue Science Advances – a construit plusieurs microcavités en forme de galettes de différentes tailles contenant un nombre différent de molécules organiques. Chacune a été chargée à l’aide d’un laser.
“La couche active de la microcavité contient des matériaux semi-conducteurs organiques qui stockent l’énergie. L’effet de superabsorption des piles quantiques repose sur l’idée que toutes les molécules agissent collectivement grâce à une propriété connue sous le nom de superposition quantique”, a déclaré le Dr Quach.
“Il est théoriquement possible que la puissance de charge des batteries quantiques augmente plus rapidement que la taille de la batterie, ce qui pourrait permettre de nouvelles façons d’accélérer la charge.” – Dr. James Q. Quach
” Au fur et à mesure que la taille de la microcavité augmente et que le nombre de molécules augmente, le temps de charge diminue “.
“Il s’agit d’une percée importante, qui marque une étape majeure dans le développement de la batterie quantique.”
L’idée de la batterie quantique a le potentiel d’avoir un impact significatif sur la capture et le stockage de l’énergie dans les énergies renouvelables et dans les appareils électroniques miniatures.
D’ici 2040, l’énergie consommée par les personnes devrait avoir augmenté de 28 % par rapport aux niveaux de 2015. La majorité de l’énergie proviendra toujours des combustibles fossiles, à un coût élevé pour l’environnement. Une batterie capable de récolter et de stocker simultanément l’énergie lumineuse permettrait de réduire considérablement les coûts tout en diminuant l’imprévisibilité de l’énergie provenant des technologies solaires.
L’application des travaux de l’équipe pourrait donner naissance à une nouvelle vision de la technologie des batteries, alimentée par la puissance de la mécanique quantique.
“Les concepts sur lesquels le Dr Quach et son équipe ont travaillé ouvrent la voie à une nouvelle catégorie de dispositifs de stockage d’énergie compacts et puissants”, a déclaré le professeur Peter Veitch, directeur de l’école des sciences physiques de l’université d’Adélaïde.
La prochaine étape consiste à développer un prototype de batterie quantique entièrement fonctionnel.
Référence : “Superabsorption dans une microcavité organique : Toward a quantum battery” par James Q. Quach, Kirsty E. McGhee, Lucia Ganzer, Dominic M. Rouse, Brendon W. Lovett, Erik M. Gauger, Jonathan Keeling, Giulio Cerullo, David G. Lidzey et Tersilla Virgili, 14 janvier 2022, Science Advances.
DOI : 10.1126/sciadv.abk3160
