Představte si, že odcházíte na schůzku v Praze, sáhnete po telefonu a zjistíte, že je úplně vybitý. V dnešním světě to znamená minimálně 20 minut čekání u nabíječky, ale díky zákonům kvantové fyziky se tato realita brzy změní v sekundy. Čas, který strávíme čekáním na „procenta“, se začíná krátit díky objevu, který popírá selský rozum.
Magie společného nabíjení
V běžném světě platí jednoduché pravidlo: čím větší baterie, tím déle ji nabíjíte. Elektromobil zkrátka u stojanu stráví víc času než váš smartphone. Kvantové baterie ale fungují na principu takzvaných kolektivních efektů.
V mém výzkumu v CSIRO jsme zjistili, že kvantové jednotky se nechovají jako izolovaní vojáci, ale jako sehraný tým. Funguje to následovně:
- Každá jednotka v baterii „ví“ o těch ostatních.
- Čím více jednotek do baterie přidáte, tím rychleji se každá z nich nabije.
- Matematicky řečeno: pokud zdvojnásobíte velikost, čas nabíjení klesne téměř na polovinu.
První prototyp ze „sendviče“ materiálů
Dlouho šlo jen o teorii, ale v roce 2022 jsme s kolegy z Itálie a Británie postavili funkční prototyp. Použili jsme organickou mikrodutinu – v podstatě velmi složitý mikroskopický sendvič z různých vrstev materiálů, který dokáže specifickým způsobem uvěznit světlo.
Nedávno se nám podařil další průlom. Do našeho zařízení jsme přidali vrstvy, které dokáží energii přeměnit na skutečný elektrický proud. Už to není jen vědecký experiment, ale cesta k realitě. Je to jako přechod od prvního letu bratří Wrightů k moderním tryskáčům.
Proč ji tedy ještě nemáte v telefonu?
Možná se ptáte, proč si takovou baterii nekoupíte zítra v Alze. Má to jeden háček, nebo spíše dva:
- Kapacita: Zatím uskladníme jen malé množství energie.
- Výdrž: Kvantový náboj v prototypu vydrží jen pár nanosekund.
Aktuálně pracujeme na „hybridním“ designu. Chceme zkombinovat extrémní rychlost kvantového nabíjení s dlouhou výdrží klasických lithiových baterií, které známe z našich kuchyní a kapes.
Praktický tip pro dnešek
Zatímco čekáme na kvantovou revoluci, pamatujte, že teplo je největší nepřítel vaší současné baterie. Pokud nabíjíte telefon a cítíte, že pálí, sundejte z něj obal. I tento malý rozdíl v teplotě může prodloužit životnost článků o několik měsíců.
Kvantové baterie pravděpodobně jako první pohání kvantové počítače, ale jejich cesta do našich kapes je už teď jasně narýsovaná. Dokázali byste si zvyknout na svět, kde nabíjení telefonu trvá stejně krátce jako mrknutí oka? Napište mi do komentářů, co byste s ušetřeným časem dělali.
