Zusammenfassung:
Es wird berichtet, dass ein Team unter der Leitung von James Quach, einem Quantenwissenschaftler an der australischen Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization,
erfolgreich einen Quantenbatterie-Prototyp konstruiert hat, der im Femtosekundenbereich (10 minus 15 Sekunden) aufgeladen werden kann und ihm zum ersten Mal Strom entzieht.
Das Kernprinzip dieser Quantenbatterie ist ein Quanteneffekt namens „Superabsorption“. Bei herkömmlichen Batterien gilt: Je größer die Batterie, desto länger dauert das Aufladen. Der Superabsorptionseffekt ist genau das Gegenteil. Je mehr Moleküle beteiligt sind, desto schneller nimmt das System Energie auf.
Der Prototyp des Geräts verwendet eine optische Mikrokavitätsstruktur, die aus zwei etwa 100 Nanometer voneinander entfernten Spiegeln besteht, wobei zwischen den Spiegeloberflächen organische Farbstoffmoleküle eingefüllt sind.
Nachdem der Laser in die Mikrokavität injiziert wurde, interagiert das Licht stark mit den Molekülen, was zu einem gemischten Lichtmaterialzustand führt. In diesem Zustand absorbieren die Moleküle nicht mehr unabhängig voneinander Energie wie in klassischen Systemen, sondern reagieren gemeinsam, um Lichtenergie in einem einzigen Superabsorptionsereignis einzufangen, was eine Aufladung im Femtosekundenbereich ermöglicht.
Das Quach-Team demonstrierte den Superabsorptionseffekt erstmals im Jahr 2022 in einer Fachzeitschrift, und der Artikel wurde mehr als 345 Mal zitiert.
Im März 2026 ging das Team noch einen Schritt weiter und extrahierte erfolgreich Strom aus dem Quantenbatterie-Prototyp. Die neuesten Experimente belegen erneut, dass es möglich ist, schnell Energie aus Quantenbatterien zu absorbieren und zu extrahieren.
Allerdings besteht immer noch eine große Lücke zwischen Quantenbatterien und praktischen Anwendungen.
Der aktuelle Prototyp kann nur eine sehr kleine Energiemenge speichern, etwa ein paar Milliarden Elektronenvolt, und die Energiespeicherzeit beträgt nur Nanosekunden (10 minus 9 Sekunden), was etwa sechs Größenordnungen länger ist als die Ladezeit.
Zum Vergleich: Die in einem Mobiltelefonakku gespeicherte Energie beträgt etwa Zehntausende Joule, ein Unterschied von mehr als zehn Größenordnungen.
Dario Ferraro, außerordentlicher Professor für Physik an der Universität Genua, sagte in einem Interview:
Das Ziel von Quantenbatterien besteht nicht darin, die Energiespeicherung der Batterie deutlich zu erhöhen, sondern die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Energieübertragung zu verbessern. Der Hauptvorteil von Quantenbatterien liegt in der Möglichkeit eines extrem schnellen Ladens und einer präzisen Energieabgabe, anstatt mit Lithiumbatterien um die Kapazität zu konkurrieren.
Quach gab bekannt, dass das Team ein Hybriddesign entwickelt hat, um aktuelle Einschränkungen zu überwinden. Das Design nutzt Quantenkomponenten für schnelles Laden und klassische Materialschichten für die langfristige Energiespeicherung und versucht, den Geschwindigkeitsvorteil von Quanteneffekten und die Haltbarkeit herkömmlicher Energiespeicher zu berücksichtigen. Verwandte Beiträge sind in Vorbereitung.
Es wird berichtet, dass Quantenbatterien kurzfristig nicht in Mobiltelefonen, Laptops oder Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommen werden. Aber seine Fähigkeiten zur schnellen Energieübertragung könnten künftige Anwendungen in Quantenhardware und anderen speziellen Systemen finden, beispielsweise für die Bereitstellung einer präzisen Energielieferung an die Qubits von Quantencomputern.
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