Kunnen kwantumbatterijen een oneindige levensduur van de batterij bieden?

In 2013 lanceerden Robert Alicki van de Universiteit van Gdańsk in Polen en Marc Vanes van de Universiteit van Leuven in België het concept van een kwantumbatterij. Terwijl een conventionele batterij gebruik maakt van de overdracht van ionen en elektronen tussen twee elektroden, slaat een kwantumbatterij de energie van fotonen op.

Tien jaar later werken verschillende teams van onderzoekers aan de ontwikkeling van deze revolutionaire batterijen, die zeer snel kunnen worden opgeladen.

Wat is een kwantumbatterij?

Een kwantumbatterij maakt, in tegenstelling tot een klassieke batterij, gebruik van de unieke eigenschappen van kwantumdeeltjes, zoals superpositie, verstrengeling en superabsorptie.

Volgens het superpositieprincipe kan een deeltje, zoals een foton, tegelijkertijd in verschillende toestanden bestaan. Hierdoor kan een kwantumbatterij energie efficiënter opslaan en transporteren dan conventionele batterijen.

De rest staat onder deze advertentie

De kwantumbatterij maakt ook gebruik van het principe van verstrengeling. Volgens dit kunnen twee verstrengelde deeltjes een gecorreleerde toestand hebben, zelfs als ze over grote afstanden van elkaar gescheiden zijn. Deze eigenschap kan worden gebruikt om energie sneller en efficiënter over te dragen.

Ten slotte kan een kwantumbatterij dankzij superabsorptie in een kortere tijd een grotere hoeveelheid energie absorberen dan een klassiek systeem.

De rest staat onder deze advertentie

Wat is kwantumenergie?

Kwantumenergie verwijst naar de energie die wordt geassocieerd met systemen of verschijnselen die worden beheerst door de wetten van de kwantummechanica.

Kwantummechanica is een fundamentele theorie in de natuurkunde die het gedrag beschrijft van subatomaire deeltjes, zoals elektronen en fotonen, op zeer kleine schaal, waar kwantumeffecten groot worden.

Het werd in de jaren twintig ontwikkeld door natuurkundigen als Max Planck, Niels Bohr, Albert Einstein, Louis de Broglie en Werner Heisenberg.

Kwantumenergie kent veel toepassingen, zoals kwantumcomputers, die sneller berekeningen kunnen uitvoeren dan klassieke computers.

Wat zijn de voor- en nadelen van kwantumbatterijen?

Quantumbatterijen verbeteren de opslag en afgifte van energie. Het maakt een beter energiebeheer mogelijk met lagere verliezen en zeer korte oplaadtijden.

De rest staat onder deze advertentie

Deze systemen bieden ook de mogelijkheid om de grootte van opslagapparaten te verkleinen en tegelijkertijd de capaciteit ervan te vergroten.

Ondanks deze voordelen brengen kwantumbatterijen nog steeds veel uitdagingen met zich mee. Er moeten praktische technieken worden ontwikkeld om kwantumeigenschappen in echte apparaten te benutten.

We moeten er ook voor zorgen dat kwantumbatterijen op de lange termijn stabiel en duurzaam zijn. De productie van kwantumbatterijen moet economisch haalbaar en schaalbaar zijn voor grootschalig gebruik.

Ten slotte moeten we niet vergeten dat de autonomie van deze batterijen niet oneindig is, vooral vanwege hun beperkte capaciteit.

Met welke technologie kunnen we vandaag de dag een kwantumbatterij uitrusten?

Kwantumbatterijen bevinden zich nog steeds in de experimentele fase. Modellen die in de jaren 2020 zijn ontwikkeld, bestaan ​​uit deeltjes die tussen twee spiegels van micronformaat zijn geplaatst.

De rest staat onder deze advertentie

Een batterij bestaande uit een miljard moleculen kan een lichtgevende diode van stroom voorzien. Daarom zijn de eerste kwantumbatterijen erg klein.

Aanvankelijk konden ze alleen worden gebruikt in zonnecellen en miniatuur-elektronische systemen.