Hãy tưởng tượng một thế giới nơi chiếc xe điện hay điện thoại có thể sạc đầy chỉ trong vài giây thay vì vài giờ. Viễn cảnh này vừa tiến gần hơn tới thực tế nhờ sự ra đời của nguyên mẫu pin lượng tử đầu tiên trên thế giới.
Mới đây, các nhà nghiên cứu từ Úc (dẫn đầu bởi CSIRO cùng Đại học Melbourne và RMIT) đã công bố một đột phá chấn động trên tạp chí danh giá "Nature Light: Science & Applications". Họ đã chế tạo và thử nghiệm thành công mô hình pin lượng tử, một công nghệ hứa hẹn sẽ "khai tử" cách sạc pin hóa học truyền thống.
Ảnh minh họa pin lượng tử.
Điểm gây kinh ngạc nhất của loại pin này nằm ở một hiệu ứng lượng tử hoàn toàn trái ngược với tư duy thông thường là càng có kích thước lớn, tốc độ sạc càng nhanh. Phó Giáo sư James Hutchison, thành viên đội nghiên cứu, giải thích: "Khác với pin thông thường dựa trên phản ứng hóa học, pin lượng tử tận dụng các đặc tính của cơ học lượng tử. Hệ thống này có khả năng hấp thụ ánh sáng trong một sự kiện 'siêu hấp thụ' (super absorption) khổng lồ, giúp nạp đầy năng lượng với tốc độ chóng mặt".
Để chứng minh lý thuyết này, đội ngũ khoa học đã sử dụng hệ thống laser siêu nhanh (Femtosecond Laser) để quan sát các tín hiệu ở cấp độ thời gian cực ngắn. Kết quả xác nhận rằng năng lượng được truyền tải và lưu trữ trong pin lượng tử diễn ra gần như tức thời, vượt xa giới hạn của các loại pin Lithium-ion hiện nay.
Pin lượng tử có tốc độ sạc tỷ lệ thuận với kích thước.
Tiến sĩ James Quach, trưởng nhóm dự án tại CSIRO, khẳng định đây là nền móng cho các giải pháp năng lượng thế hệ mới. Không chỉ sạc nhanh, loại pin này còn có thể hoạt động ổn định ở nhiệt độ phòng, một thách thức lớn đối với các công nghệ lượng tử trước đây.
Tuy nhiên, các nhà khoa học thừa nhận vẫn còn một chướng ngại cần vượt qua là thời gian lưu trữ. Hiện tại, dù sạc cực nhanh nhưng pin lượng tử vẫn cần cải thiện khả năng giữ năng lượng trong thời gian dài trước khi có thể thương mại hóa rộng rãi.
Khi công nghệ này hoàn thiện, nó không chỉ thay đổi cách chúng ta sạc smartphone mà còn là "cú hích" khổng lồ cho ngành xe điện và mạng lưới lưu trữ năng lượng tái tạo trên toàn cầu.
An An - Science Daily