Ученые из Хубэйского университета, Китайской академии наук и Ланьчжоуского университета разработали новый подход к созданию квантовых батарей, использующий азотно-вакантные центры в алмазах. Эта технология решает проблему самопроизвольной потери энергии — основной недостаток таких устройств, что приближает их к практическому применению. Квантовые батареи используют эффекты квантовой механики, такие как запутанность и суперпозиция, для быстрой зарядки и высокой энергоемкости, однако ранее декогеренция, вызванная взаимодействием с окружающей средой, ограничивала их эффективность.
Новая конструкция исключает необходимость внешнего квантового зарядного устройства, полагаясь на внутренние свойства азотно-вакантного центра. Электронный спин этого дефекта в алмазной решетке позволяет подавлять самопроизвольный разряд, благодаря взаимодействию с ядром азота. Исследователи оптимизировали соотношение когерентной и общей энергии, что замедляет потерю заряда и увеличивает извлекаемую полезную работу, известную как эрготропия, не снижая ее из-за запутанности с зарядным устройством.
Разработка основана на стабильных свойствах азотно-вакантных центров, уже применяемых в квантовых сенсорах и вычислениях при комнатной температуре. Это делает технологию перспективной для внедрения в реальные устройства.
Такие батареи позволят улучшить характеристики электромобилей и других устройств.
Читайте ещё материалы:
Редкий Fiat Topolino с мотором на 8 л.с появился в продаже в России
Kia бесплатно отремонтирует в России десятки тысячи Sportage
Mitsubishi сдаётся и уходит с крупнейшего автомобильного рынка