Các nhà khoa học thiết kế pin lượng tử mới, sẽ không bị mất điện tích theo thời gian

Các nhà khoa học tại hai trường đại học Alberta và Toronto vừa hoàn thiện bản thiết kế cho một loại pin lượng tử mới, được cho là không mất điện tích khi tiếp xúc với môi trường.

Pin lượng tử là thứ công nghệ bé xíu, kích cỡ nano chỉ có thể ứng dụng vào quy mô nano mà thôi”, nhà hóa học Gabriel Hanna, người đứng đầu nghiên cứu cho hay. Ông nói rằng nghiên cứu mới chứng minh được rằng trên lý thuyết, một thứ pin lượng tử không mất tích điện có thể tồn tại được, vượt mặt bất kỳ loại pin lượng tử nào đã được nêu ra trước đây.

Những loại pin mà bạn vẫn biết - như pin li-ion dùng trong smartphone chẳng hạn - dựa vào cơ chế điện hóa học cổ điển, trong khi đó pin lượng tử chỉ hoạt động dựa vào cơ học lượng tử để vận hành”, ông Hanna nhấn mạnh.

Các nhà khoa học thiết kế pin lượng tử mới, sẽ không bị mất điện tích theo thời gian
Pin sẽ có thể trở thành một phần không thể thiếu của các thiết bị lượng tử.

Loading...

Nhà khoa học khẳng định rằng pin sẽ có thể trở thành một phần không thể thiếu của các thiết bị lượng tử, rằng chúng sẽ cung cấp năng lượng cho máy tính lượng tử, và sau này có thể được ứng dụng vào thiết kế các công nghệ thể rắn.

Để khẳng định công nghệ này khả thi, các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu mô hình mạng lượng tử cấu trúc đối xứng, quan sát khả năng lưu trữ năng lượng exciton của chúng (exciton: trạng thái liên kết của hai electron, hấp dẫn lẫn nhau bởi lực Coulomb - khi hai hạt cùng mang điện tích dương hoặc cùng âm, chúng sẽ đẩy nhau, khi chúng mang hai điện tích khác nhau, chúng sẽ hút nhau). Trong trường hợp này, năng lượng exciton sinh ra khi electron hấp thụ năng lượng phát ra từ photon ánh sáng.

Nghiên cứu mô hình lượng tử này, các nhà khoa học cho thấy họ có thể lưu trữ năng lượng mà điện tích không mất đi, dù toàn bộ hệ thống không được đặt trong môi trường khép kín.

Điểm mấu chốt của nghiên cứu này đặt toàn bộ mạng lưới lượng tử này vào trạng thái tối”, giáo sư Hanna giải thích. “Khi trong trạng thái tối, mạng lưới sẽ không thể trao đổi năng lượng với môi trường bên ngoài. Về cơ bản, toàn bộ hệ thống miễn nhiễm với tác động từ môi trường, đồng nghĩa với việc hệ thống pin sẽ không mất năng năng lượng”.

Sử dụng mô hình nghiên cứu này, các nhà khoa học cho thấy cả cách thức lưu giữ và giải phóng năng lượng theo yêu cầu, thông qua việc làm gián đoạn cấu trúc đối xứng của hệ thống lượng tử. Những nghiên cứu tiếp theo sẽ đào sâu hơn, tìm ra cách sạc và xả hiệu quả, cũng như tăng quy mô mô hình pin lượng tử này để có thể ứng dụng vào thực tế.

Nghiên cứu được đăng tải trên Tạp chí Vật lý Hóa học C.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Tìm ra cách thu được điện mặt trời ngay trong vũ trụ

Tìm ra cách thu được điện mặt trời ngay trong vũ trụ

Để giúp các phi hành gia có được nguồn năng lượng cần thiết duy trì hoạt động trong các sứ mệnh trên Mặt Trăng, sao Hỏa, NASA vừa công bố đã tìm ra cách thu được điện mặt trời ngay trong vũ trụ.

Đăng ngày: 01/11/2019
Intel cùng IBM bác bỏ tuyên bố của Google và Trung Quốc về Ưu thế Lượng tử

Intel cùng IBM bác bỏ tuyên bố của Google và Trung Quốc về Ưu thế Lượng tử

Cuộc đua lượng tử đến hồi gay gắt, đến mức... cường quốc đối địch với Mỹ cũng phải lên tiếng tuyên dương.

Đăng ngày: 01/11/2019
Pin lithium rút ngắn thời gian sạc xe điện

Pin lithium rút ngắn thời gian sạc xe điện

Các nhà khoa học Mỹ đã tìm ra cách rút ngắn 2/3 thời gian sạc xe điện nhờ thiết kế làm nóng pin để tăng tốc độ phản ứng.

Đăng ngày: 31/10/2019
Pin lithiuion rút ngắn thời gian sạc xe điện

Pin lithiuion rút ngắn thời gian sạc xe điện

Các nhà khoa học Mỹ đã tìm ra cách rút ngắn 2/3 thời gian sạc xe điện nhờ thiết kế làm nóng pin để tăng tốc độ phản ứng.

Đăng ngày: 31/10/2019
Australia phát triển công nghệ giúp quản lý nước ngầm hiệu quả

Australia phát triển công nghệ giúp quản lý nước ngầm hiệu quả

Đây là hệ thống cảm biến đa năng cho phép người dùng thu thập dữ liệu về độ pH, nguy cơ giảm bớt nguồn nước, nhiệt độ và độ dẫn điện của nước ngầm.

Đăng ngày: 31/10/2019
Uber sắp ra mắt mẫu drone giao đồ ăn mới

Uber sắp ra mắt mẫu drone giao đồ ăn mới

Công ty dịch vụ vận tải Uber đang phát triển thiết bị bay không người lái chuyên giao đồ ăn được lấy cảm hứng từ taxi bay.

Đăng ngày: 31/10/2019
Công nghệ nano: Phước lành hay lời nguyền cho các quốc gia đang phát triển?

Công nghệ nano: Phước lành hay lời nguyền cho các quốc gia đang phát triển?

Công nghệ nano đang ngày càng được khai phá để đẩy mạnh sản xuất mùa vụ và tạo ra nhiều chất dinh dưỡng cho con người, tuy nhiên, vẫn còn tồn tại rất nhiều nghi ngờ về sự an toàn lâu dài của chúng ...

Đăng ngày: 30/10/2019
Tiêu điểm
Khoa Học News