เมื่อนักวิทย์ศาสตร์ สามารถไขปริศนา และสร้าง แบตเตอรี่ควอนตัม ขึ้นมาสำเร็จ จุดเด่นคือชาร์จไว แต่ยังก็กักเก็บพลังานได้น้อยมาก
ลองจินตนาการว่า เราเสียบสายชาร์จปุ๊บ แล้วแบตเตอรี่เต็ม 100% ทันทีในเวลา เศษหนึ่งส่วนพันล้านล้านของวินาที (Femtosecond) จนยังไม่ทันได้กะพริบตาด้วยซ้ำ จะเป็นยังไง
ผมเข้าใจทุกคนนะ เรื่องนี้มันฟังดูเว่อร์ไปมาก แต่ทีมนักวิทยาศาสตร์จาก CSIRO เพิ่งสร้าง แบตเตอรี่ควอนตัมต้นแบบ ที่ทำแบบนั้นได้จริง แถมยังดึงกระแสไฟฟ้าออกมาใช้งานได้แล้วด้วย
เวทมนตร์ควอนตัม แบตทั่วไปยิ่งใหญ่ยิ่งช้า แต่เจ้านี่ยิ่งใหญ่ยิ่งไว
ปกติแล้ว แบตเตอรี่มือถือหรือรถยนต์ไฟฟ้า ยิ่งก้อนใหญ่ จุเยอะ ก็ยิ่งใช้เวลาชาร์จนานขึ้นตามกฎฟิสิกส์คลาสสิก
แต่ในโลกควอนตัม กฎนี้ถูกฉีกทิ้งด้วยปรากฏการณ์ที่เรียกว่า Superabsorption หรือ การดูดกลืนยิ่งยวด
โดยถ้าเป็นแบตเตอรี่ทั่วไป โมเลกุลจะดูดซับพลังงานแบบ ต่างคนต่างทำ เหมือนคนต่อคิวซื้อกาแฟทีละคน
แต่ในแบตเตอรี่ควอนตัม โมเลกุลในระบบจะผูกพลังกัน ยิ่งมีโมเลกุลในระบบเยอะเท่าไร อัตราการดูดพลังงานจะยิ่งทวีคูณ ส่งผลให้ ยิ่งแบตใหญ่ขึ้น กลับยิ่งชาร์จเต็มเร็วขึ้นแบบก้าวกระโดด
โครงสร้างภายในคือ
พวกเขานำกระจกสะท้อนแสงสองบานมาวางห่างกันแค่ 100 นาโนเมตร โดยสร้างเป็นห้องสะท้อนแสงจิ๋ว หรือ Optical Microcavity
จากนั้นใส่โมเลกุลสีย้อมอินทรีย์ไว้ตรงกลาง และยิงเลเซอร์เข้าไป แสงจะสะท้อนไปมาบีบให้โมเลกุลทั้งหมดผสานสถานะรวมกับแสง กลายเป็นสถานะร่วมและดูดซับพลังงานพร้อมกันทั้งระบบในพริบตา
ข้อจำกัดคือ ชาร์จเร็วปานสายฟ้า แต่แบตเสื่อมในเสี้ยววิ
โดยสามารถกักพลังงานได้แค่ นาโนวินาที โดยชาร์จเร็วระดับเฟมโตวินาทีจริง แต่เก็บไฟไว้ได้แค่ระดับนาโนวินาที ก่อนที่พลังงานจะรั่วหายไปตามธรรมชาติของควอนตัม
อีกข้อเสียคือ ความจุน้อยนิด พลังงานที่เก็บได้ตอนนี้มีน้อยมากมันยังไม่พอเปิดหน้าจอมือถือแม้แต่เสี้ยววินาที และการคุมไฟขาออกยังยาก โดยดึงไฟออกมาได้จริงแหล แต่ยังควบคุมทิศทางและความเสถียรได้จำกัด
แล้วจะสร้างมาทำไม? ผมเชื่อว่ามีบางคนคิดแบบผมแหละ
แต่ไฮไลต์เด็ดของงานวิจัยนี้คือ มันทำงานได้ที่ อุณหภูมิห้อง” ต่างจากงานวิจัยควอนตัมส่วนใหญ่ที่ต้องแช่แข็งในอุณหภูมิติดลบกว่า -150°C
ตอนนี้ทีมวิจัยกำลังพัฒนาทางออกใหม่ด้วย ระบบไฮบริด โดยใช้ชั้นควอนตัมมารับหน้าที่ชาร์จไฟความเร็วแสง แล้วส่งพลังงานต่อไปเก็บในชั้นกักเก็บแบบคลาสสิก เพื่อให้อยู่ได้นานขึ้น พร้อมวางแผนเชื่อมต่อแบตเตอรี่จิ๋วเหล่านี้เข้าด้วยกันเป็นแผงใหญ่
โดยเป้าหมายแรกของแบตเตอรี่ควอนตัมไม่ใช่การมาอยู่ในสมาร์ตโฟนหรือรถ EV แต่จะเป็นแหล่งจ่ายพลังงานความเร็วสูงให้ชิปประมวลผลใน คอมพิวเตอร์ควอนตัมเสียก่อน
ส่วนมือถือชาร์จเต็มในพริบตา คงต้องรอนักวิทย์ไขปริศนาเรื่องการกักเก็บพลังงานให้อยู่หมัดกันก่อนครับ
ที่มา : techspot
