Para ilmuwan dari universitas Alberta dan Toronto mengembangkan sebuah rancangan untuk menghasilkan baterai kuantum jenis baru, yang tidak mengalami kebocoran.
“Baterai kuantum adalah baterai kecil berukuran nano yang dimaksudkan untuk dapat digunakan pada berbagai aplikasi berskala nano,” jelas seorang ahli kimia Gabriel Hanna dari University of Alberta. peneliti utama dalam penelitian ini.
Dia mengatakan penelitian ini memberikan sebuah demonstrasi teoretis bahwa menciptakan baterai kuantum tanpa mengalami kebocoran adalah memungkinkan, sehingga lebih unggul dibandingkan dengan baterai kuantum yang pernah diusulkan sebelumnya.
“Baterai yang biasa kita kenal – seperti baterai lithium-ion yang mentenagai ponsel cerdas – bergantung pada prinsip-prinsip elektrokimia klasik, sedangkan baterai kuantum hanya bergantung pada mekanika kuantum,” kata Hanna.
Dia mengatakan bahwa baterai ini dapat menjadi komponen yang penting pada berbagai peralatan kuantum — misalnya, mampu memberikan tenaga pada komputer kuantum — dan dalam praktiknya, baterai ini dapat dibuat menggunakan teknologi solid-state yang telah ada saat ini.
Untuk merealisasikan gagasannya, tim peneliti mencoba sebuah model jaringan kuantum terbuka dengan struktural simetri tinggi sebagai platform untuk menyimpan energi reksonik — energi yang memanfaatkan ketika sebuah elektron menyerap foton dari cahaya yang cukup energetik. Menggunakan model ini, mereka menunjukkan kemungkinan untuk menyimpan energi tanpa harus mengalami kebocoran, meskipun terbuka pada sebuah lingkungan.
“Kuncinya adalah mempersiapkan jaringan kuantum ini dalam apa yang disebut dark state,” jelas Hanna. “Ketka berada dalam dark state, jaringan tidak dapat bertukar energi dengan lingkungannya. Pada dasarnya, sistem menjadi kebal terhadap semua pengaruh lingkungan. Ini berarti bahwa baterai sangat kuat untuk kehilangan energinya.”
Dengan menggunakan model ini, para peneliti juga menyarankan metode umum untuk mengeluarkan energi yang tersimpan dari baterai berdasarkan permintaan yang melibatkan pemutusan jaringan struktural simetri dengan cara yang terkontrol.
Penelitian di masa depan akan mengeksplorasi cara-cara yang layak untuk mengisi dan menggunakan baterai, serta cara meningkatkannya untuk dapat digunakan dalam aplikasi praktis.
Penelitian, ini telah diterbitkan di Journal of Physical Chemistry C.
Katie Willis, University of Alberta
