Avustralyalı bilim insanları, kendi ifadelerine göre dünyanın ilk kavram kanıtı niteliğindeki kuantum pilini geliştirdiler.
İlk olarak 2013 yılında teorik bir kavram olarak ortaya atılan kuantum piller, enerji depolamak için kuantum mekaniğinin ilkelerini kullanır ve geleneksel pillerden daha verimli olma potansiyeline sahip. Araştırmacılar, lazerle kablosuz olarak şarj edilen ve hızlı şarj sürelerine sahip, tam işlevsel kuantum pillerin geliştirilmesine yönelik önemli bir adım olduğunu düşündükleri bir prototip oluşturdular.
Avustralya’nın ulusal bilim kurumu CSIRO’dan baş araştırmacı Dr. James Quach, “Bu, bir pilin tam döngüsünü gerçekleştiren ilk prototip: başka bir deyişle, şarj ediyorsunuz, enerji depoluyorsunuz ve boşaltabiliyorsunuz,” dedi. Geleneksel pillerde şarj süresi boyutla birlikte artar. Quach, “Bu yüzden cep telefonunuzun şarj olması yaklaşık 30 dakika sürerken, elektrikli arabanızın şarj olması bir gece sürer” ifadelerini kullandı.
Buna karşılık, “Kuantum piller, ne kadar büyük olurlarsa şarj olmaları o kadar az zaman alan gerçekten tuhaf bir özelliğe sahiptir” dedi. Bu, “kolektif etkiler” olarak bilinen bir özelliğe bağlıdır; bu özellik sayesinde, daha fazla hücre söz konusu olduğunda kuantum hücreleri daha hızlı şarj oluyor.
Quach ve meslektaşları bu özelliği ilk olarak 2022’de göstermişlerdi, ancak o prototip pilden enerji elde etmenin bir yolu yoktu.
Light: Science & Applications dergisinde ayrıntılı olarak anlatılan yeni prototip, şarj olması için femtosaniye (saniyenin katrilyonda biri) sürdü ve enerjiyi nanosaniye boyunca depoladı – bu süre, önceki süreye kıyasla yaklaşık altı kat daha uzundu.
Quach, bunu daha anlaşılır hale getirmek için, şarj olması bir dakika süren bir pil için altı kat artışın, pilin “birkaç yıl” boyunca şarjlı kalacağı anlamına geldiğini söyledi.
Mevcut prototipin kapasitesi sadece birkaç milyar elektron volt, “bu çok küçük ve herhangi bir yararlı şeye güç sağlamak için yeterli değil” dedi.
“Şimdi yapmamız gereken şey … depolama süresini uzatmak,” diye ekledi Quach. “Biriyle cep telefonundan konuşabilmek istiyorsanız, pilinizin şarjını birkaç nanosaniyeden daha uzun süre tutmasını istersiniz.”
Neredeyse anında şarj olan ve tam olarak çalışan kuantum piller, sonunda kuantum bilgisayarları veya küçük geleneksel elektronik cihazları çalıştırmak için kullanılabilir.
Kuantum piller lazerlerle kablosuz olarak şarj edildiğinden, bir başka potansiyel uygulama alanı da uzaktan şarjdır.
Quach, “Örneğin bir kuantum pili bir drone’a takabilir ve uçuş sırasında şarj edebilirsiniz” dedi. “Teknoloji olgunlaştığında, arabanızı şarj etmek için benzin istasyonunda durmanıza gerek kalmayacak; hareket halindeyken şarj edebileceksiniz.”
Umay Uçaner Gözüsarı