Batterie quantique, la promesse d’une autonomie illimitée ?

Le stockage d’énergie est un secteur en plein développement aujourd’hui grâce à l’électrification des moyens de transport et à la croissance des industries de l’électronique et de l’énergie renouvelable. La plupart des batteries actuellement utilisées se servent des substances chimiques telles que le lithium pour stocker de l’électricité. Leur fonctionnement repose sur un processus chimique pendant lequel des ions chargés circulent dans un liquide conducteur entre la cathode et l’anode pour se charger ou se décharger. En revanche, les batteries quantiques théoriques exploitent les interactions au sein de réseaux d’atomes. Elles sont régies par les lois de la physique quantique.

Toutefois, leur efficacité pourrait varier en fonction de la manière dont on charge ces batteries. Dans des études antérieures, des chercheurs avaient notamment réalisé des séries de charges par étape durant lesquelles les accumulateurs se rechargeaient les uns après les autres. Mais cela ne permettait pas d’exploiter leurs performances optimales. C’est pour cela qu’une équipe de physiciens a récemment testé de nouvelles façons de stocker l’énergie dans des appareils mobiles en se basant sur la superposition, un phénomène quantique qui défie le temps et la causalité. Décryptage.

Une idée d’appliquer des étapes de charge simultanées

Yuanbo Chen de l’Université de Tokyo a collaboré avec le physicien Gaoyan Zhu du Beijing Computational Science Research Centre à la China Academy of Engineering Physics pour mener cette étude sur la batterie quantique. Ils travaillent sur l’idée de mettre au point une batterie quantique pouvant tirer parti des étapes de charge simultanées, qui amélioreraient le stockage de l’énergie et l’efficacité thermique. Contrairement aux chercheurs qui ont seulement théorisé leur idée, cette équipe de recherche a déjà testé son concept de façon expérimentale sur un dispositif composé de lasers, de lentilles et de miroirs espacés.

Un processus de recharge basé sur la superposition

Plus concrètement, cette nouvelle approche de Gaoyan Zhu et de Yuanbo Chen s’appuie sur la superposition quantique, un principe selon lequel les particules microscopiques existent dans un nombre infini d’états possibles jusqu’à l’instant où elles sont mesurées. Ce phénomène défie l’ordre naturel du temps, selon une étude récente effectuée par des scientifiques australiens. En effet, les évènements qui se passent dans notre vie quotidienne suivent les lois de la physique classique. Ils se produisent seulement de manière linéaire : « un évènement A avant un évènement B ». Par exemple, lorsque l’interrupteur est actionné, la lampe s’allume.

En revanche, cet ordre causal linéaire s’efface dans le domaine quantique, car des évènements peuvent se dérouler simultanément le long de deux voies parallèles grâce à la superposition. Cela perturberait le temps, car un évènement qui en suit un autre pourrait aussi modifier le résultat de cet évènement comme s’il l’avait précédé. Les deux ordres d’évènements « A avant B » et « B avant A » sont simultanément vrais, selon les chercheurs. L’équipe de recherche a appliqué ce principe de superposition au stockage de l’énergie. En utilisant un interrupteur quantique, en testant diverses configurations de chargeurs et en développant un système capable de recevoir et de stocker de l’énergie provenant simultanément de deux chargeurs différents.

Des résultats d’expérience encourageants

D’après Yuanbo Chen, son équipe de recherche a démontré que la méthode utilisée pour charger une batterie composée de particules quantiques peut influencer significativement ses performances. Elle a constaté d’importantes améliorations sur sa capacité de stockage d’énergie et son efficacité thermique. Par ailleurs, elle a précisé la présence d’un effet contre-intuitif. Selon elle, le chargeur relativement moins puissant a permis de recharger la batterie avec plus d’énergie et d’atteindre un rendement plus élevé.

Les résultats de cette expérience sont prometteurs, mais il faut encore des années de recherche pour parvenir à les appliquer dans la pratique et à créer une batterie quantique fonctionnelle. Néanmoins, cette technologie de stockage d’énergie du futur pourrait révolutionner les secteurs de l’électronique portable, des véhicules électriques, etc. Plus d’informations : Sciencealert.com. Que pensez-vous de ces travaux de recherche ? Nous vous invitons à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .