Учёные создали квантовую батарею на основе алмаза, устойчивую к саморазряду

Исследователи предложили новую архитектуру квантовой батареи, способной сохранять заряд без внешнего управления и без потерь энергии. Разработка основана на использовании NV-центра — дефекта в алмазе, обладающего уникальными квантовыми свойствами, пишет El.kz со ссылкой на Interesting Engineering.

Квантовые батареи давно рассматриваются как альтернатива классическим накопителям энергии. Они используют явления квантовой механики, такие как суперпозиция и запутанность, что теоретически позволяет достичь более быстрой зарядки и большей энергоэффективности. Однако на практике многие из таких систем сталкиваются с проблемой декогеренции - процесса, при котором квантовые состояния разрушаются под воздействием окружающей среды. Это приводит к так называемому саморазряду - спонтанной потере энергии.

Команда учёных из Университета Хубэй, Китайской академии наук и Университета Ланьчжоу обнаружила, что NV-центр в алмазе может подавлять саморазряд за счёт внутренних квантовых взаимодействий — в частности, сверхтонкого взаимодействия между электроном NV-центра и ядром азота. При этом отпадает необходимость в подключении к внешнему квантовому зарядному устройству, которое ранее снижало энергетическую эффективность батареи.

Оптимизация этих взаимодействий позволила повысить эрготропию - максимальный объём полезной работы, которую можно извлечь из батареи. Исследователи подчёркивают, что новая конструкция может стать шагом к практическому использованию квантовых источников энергии.

El.kz также ранее сообщал о проклятии алмазов в воронке «Мир».