Buzz
Pin tạo ra điện bằng cách hấp thụ năng lượng ánh sáng từ electron
Các nhà khoa học tại hai trường đại học Alberta và Toronto vừa hoàn thiện bản thiết kế cho một loại pin lượng tử mới, được cho là không mất điện tích khi tiếp xúc với môi trường
“Pin lượng tử là một công nghệ nhỏ bé, chỉ có thể áp dụng vào quy mô nano”, nhà hóa học Gabriel Hanna, người đứng đầu nghiên cứu cho hay. Ông nói rằng nghiên cứu mới chứng minh được rằng trên lý thuyết, một loại pin lượng tử không mất điện tích có thể tồn tại, vượt qua bất kỳ loại pin lượng tử nào đã được đề xuất trước đây
“Những loại pin mà bạn đã biết - như pin li-ion trong điện thoại thông minh chẳng hạn - dựa vào cơ chế điện hóa học truyền thống, trong khi pin lượng tử hoạt động dựa trên cơ học lượng tử để hoạt động”, ông Hanna nhấn mạnh
Nhà khoa học khẳng định rằng pin sẽ trở thành một phần không thể thiếu của các thiết bị lượng tử, cung cấp năng lượng cho máy tính lượng tử và có thể được áp dụng vào thiết kế công nghệ thể rắn trong tương lai
Để chứng minh tính khả thi của công nghệ này, các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu mô hình mạng lượng tử cấu trúc đối xứng, quan sát khả năng lưu trữ năng lượng exciton của chúng (exciton: trạng thái liên kết của hai electron, được hấp dẫn lẫn nhau bởi lực Coulomb - khi hai hạt mang điện tích dương hoặc âm cùng, chúng sẽ đẩy lùi nhau, khi chúng mang hai điện tích khác nhau, chúng sẽ hút nhau). Trong trường hợp này, năng lượng exciton được tạo ra khi electron hấp thụ năng lượng từ photon ánh sáng
Trong nghiên cứu về mô hình lượng tử này, các nhà khoa học đã chỉ ra khả năng lưu trữ năng lượng mà không mất điện tích, ngay cả khi hệ thống không được đặt trong môi trường kín.
“Điểm quan trọng của nghiên cứu là đưa toàn bộ mạng lưới lượng tử vào trạng thái tối”, giáo sư Hanna giải thích. “Trong trạng thái tối, mạng lưới không trao đổi năng lượng với môi trường bên ngoài. Điều này có nghĩa là hệ thống miễn nhiễm với tác động từ môi trường, và do đó pin không mất năng lượng”.
Bằng cách sử dụng mô hình nghiên cứu này, các nhà khoa học đã chứng minh cách lưu trữ và giải phóng năng lượng theo yêu cầu, bằng cách làm gián đoạn cấu trúc đối xứng của hệ thống lượng tử. Nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa cách sạc và xả pin, cũng như mở rộng quy mô của mô hình pin lượng tử để ứng dụng thực tế.
Nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Vật lý Hóa học C.
Tham khảo trên Phys.org
