طرح پژوهشگران دانشگاه صنعتی ارومیه برای تولید باتری کوانتومی

به گزارش خبرگزاری صداوسیمای استان آذربایجان غربی،  یک باتری را تصور کنید که بلافاصله شارژ می‌شود و انرژی بسیار بیشتری را نسبت به بهترین باتری‌های امروزی در خود نگه می‌دارد. این ایده نویدبخش ارائه یک دستگاه ذخیره انرژی پیشرفته به نام «باتری کوانتومی» است که به پدیده‌های کوانتومی مانند درهم‌تنیدگی و برهم‌ نهی کمک می‌کند.

مریم هادی‌پور و سروش حاصلی پژوهشگران دانشگاه صنعتی ارومیه، سعید حدادی پژوهشگر دانشگاه سمنان و دونگ وانگ (Dong Wang) پژوهشگر دانشگاه آنهویی (Anhui University) چین طرحی را برای ساخت چنین باتری ترسیم کرده‌اند.

اگر آزمایش ها کارآیی آن را مورد تایید قرار دهند، این باتری می‌تواند طرز تفکر ما را درباره ذخیره انرژی متحول کند.

 باتری‌های سنتی مانند باتری‌های لیتیوم-یونی، قلیایی و سرب-اسیدی که هنوز در حال استفاده هستند، براساس واکنش‌های الکتروشیمیایی شامل حرکت یون‌ها بین دو الکترود از طریق یک الکترولیت کار می‌کنند اما  ، باتری‌های کوانتومی یک مفهوم جدید هستند که قابلیت‌های مکانیک کوانتومی را برای افزایش ذخیره انرژی به کار می‌برند.

توسعه یک باتری کوانتومی فعال سرشار از چالش است. جدی‌ترین چالش، مشکل حفظ «همدوسی کوانتومی» است که در آن، باتری به طور هم‌زمان در چندین حالت کوانتومی قرار می‌گیرد. این ویژگی برای عملکرد باتری بسیار مهم است، اما می‌تواند به راحتی مختل شود و حفظ باتری را دشوار کند.

علاوه بر این، برای کارکرد باتری‌های کوانتومی، اجزای مختلف آنها باید نه تنها با یکدیگر بلکه با عنصری که وظیفه شارژ باتری را بر عهده دارد، در یک وضعیت ظریف درهم‌تنیدگی باقی بمانند. مشکل، شکنندگی این حالات کوانتومی است که به راحتی در اثر تعامل با محیط بیرونی مختل می‌شوند و از بین بردن این تعاملات به طور کامل عملا غیر ممکن است.

پژوهشگران در این پروژه، یک طراحی ساده و در عین حال خلاقانه را برای باتری کوانتومی پیشنهاد کردند که ممکن است این مشکلات را حل کند. این طراحی از یک اتم منفرد تشکیل شده است که حالت‌های کوانتومی آن برای ذخیره انرژی و همراه با یک حفره میانی حاوی میدان الکترومغناطیسی استفاده می‌شوند. این حفره واسطه تعاملات بین اتم و محیط آن است و می‌تواند از وضعیت ظریف باتری کوانتومی در برابر اختلالات مخرب بیرونی محافظت کند.