James Quach, chercheur à l’université d’Adélaïde et auteur de l’article, fait un bond dans le futur avec sa découverte sur les batteries quantiques. Aux premiers abords, l’idée semble farfelue : plus les batteries (censées être de taille nanométrique) sont grosses, plus elles sont rapides à charger. Après des recherches approfondies sur le sujet, le scientifique et son équipe viennent de confirmer leur hypothèse grâce un dispositif de preuve de concept illustrant le principe mécanique qui active les batteries quantiques.
La superabsorption, la clé de la performance des batteries quantiques
Beaucoup d’énigmes restent à élucider dans le monde de la physique quantique. La superabsorption fait partie des phénomènes actuellement en phase d’étude. Lorsqu’elles changent d’état, il se produit une interférence constructive entre les molécules, améliorant leur capacité d’absorption de la lumière. Les expériences du Dr James Quach partent de cette observation. Ainsi, selon le chercheur, plus la quantité de molécules stockant l’énergie dans la batterie sera grande, meilleure sera le rendement.
Des tests convaincants
Jusque-là, il n’y a pas encore eu d’expériences permettant de démontrer le principe de superabsorption dans la composition des batteries quantiques. Quach et son équipe sont les premiers à avoir réalisé l’examen et ils peuvent être fiers de leur travail.
Pour faire le test, l’équipe a mis au point un dispositif de preuve de concept utilisant un colorant nommé Lumogen-F Orange. La couche active de molécules censées stocker l’énergie a été entreposée dans une microcavité entre deux miroirs spéciaux. Fabriqués à partir de couches alternées de matériaux diélectriques, à savoir du pentoxyde de niobium et du dioxyde de silicium, les miroirs en question forment ce que les scientifiques appellent un « réflecteur de Bragg distribué ». Ce système permet de conserver l’énergie pendant un temps plus large, comparé aux miroirs traditionnels en verre ou en métal.
Du paradoxe à la certitude
Les chercheurs ont ensuite eu recours à la spectroscopie d’absorption transitoire ultra rapide pour évaluer la capacité des molécules du colorant Lumogen-F Orange à stocker l’énergie. Dans le même temps, ils ont pu observer la vitesse de chargement du dispositif expérimental. Les résultats ont été convaincants : plus la microcavité et le nombre de molécules étaient importants, plus ce dernier se chargeait rapidement.
Une nouvelle piste s’ouvre ainsi aux fabricants de batteries pour créer des modèles à recharge rapide. L’expérience a été une réussite, mais le chemin est encore long. Les recherches continuent dans l’objectif d’intégrer les batteries quantiques à des appareils électroniques, voire à des véhicules électriques. « Le principal défi est de combler le fossé entre la preuve de concept et la mise en œuvre des mêmes idées sur des appareils utilisables plus grands », a conclu le Dr Quach.
