Des chercheurs de l’université RMIT et du CSIRO, l’agence scientifique nationale australienne, ont dévoilé une méthode permettant d’allonger considérablement la durée de vie des piles quantiques – 1 000 fois plus que les démonstrations précédentes.
Une batterie quantique est un concept théorique issu de la recherche en science et technologie quantiques.
Contrairement aux batteries traditionnelles, qui reposent sur des réactions chimiques, les batteries quantiques utilisent la superposition quantique et les interactions entre les électrons et la lumière pour obtenir des temps de charge plus rapides et une capacité de stockage potentiellement améliorée.
Dans une nouvelle étude, des chercheurs ont testé avec succès une nouvelle méthode pour prolonger la durée de vie d’une batterie quantique.
Daniel Tibben, coauteur de l’étude et doctorant à l’université RMIT, a indiqué qu’ils se rapprochaient peu à peu d’une batterie quantique fonctionnelle. « Bien que nous n’ayons abordé qu’une infime partie du problème global, notre dispositif est déjà bien plus performant que son prédécesseur en matière de stockage d’énergie », a-t-il déclaré.
Le développement de batteries quantiques en laboratoire reste un défi.
Les appareils précédents affichaient des vitesses de charge impressionnantes, mais souffraient de taux de décharge rapides, perdant l’énergie stockée presque aussi vite qu’ils la chargeaient.
Pour cette étude publiée dans PRX Energy, l’équipe a construit et étudié cinq appareils, qui fonctionnaient mieux lorsque deux niveaux d’énergie spécifiques s’alignaient parfaitement, permettant un stockage plus efficace de l’énergie.
L’appareil le plus performant a pu stocker de l’énergie pendant 1 000 fois plus longtemps que lors de la démonstration précédente, améliorant ainsi le stockage d’énergie de quelques nanosecondes à quelques microsecondes.
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L’équipe affirme que même si cela peut sembler peu, cette avancée prouve la validité du concept et jette des bases solides pour les recherches futures.
Le coauteur de l’étude et professeur de physique chimique à la RMIT, Daniel Gómez, a déclaré que leur étude marque une avancée significative pour les batteries quantiques et ouvre la voie à des conceptions améliorées.
« Même si une batterie quantique fonctionnelle n’est pas encore pour demain, cette étude expérimentale nous a permis de concevoir la prochaine génération d’appareils », a ajouté M. Gómez. « Nous espérons qu’un jour, les batteries quantiques pourront être utilisées pour améliorer l’efficacité des cellules solaires et alimenter de petits appareils électroniques. »
Le Dr James Quach, responsable scientifique du CSIRO, qui a dirigé l’expérience précédente, est également coauteur de cet article. « L’Australie est à la pointe de la recherche expérimentale sur les batteries quantiques et ces travaux constituent une avancée significative », a t-il commenté.
Gomez et son équipe du RMIT ont fait appel à des partenaires industriels pour collaborer à la conception de la prochaine génération de prototypes.
L’équipe a mené ses recherches dans le centre de recherche Micro Nano Research Facility du RMIT, un centre de classe mondiale qui rassemble des recherches diverses et de haute qualité dans le domaine des micro et nanotechnologies, couvrant plusieurs disciplines.
Le financement a été fourni par l’Australian Research Council, l’Union européenne et une bourse de recherche senior du vice-chancelier de l’université RMIT.
L’article « Extending the self-discharge time of Dicke quantum batteries using molecular triplets » (Prolonger la durée d’autodécharge des batteries quantiques de Dicke à l’aide de triplets moléculaires), co-écrit par Daniel Tibben, Francesco Campaioli et Daniel Gómez du RMIT, est publié dans PRX Energy. DOI : 10.1103/bhyh-53np
