Ist dies die erste Quantenbatterie der Welt? Australische Wissenschaftler sagen ja

<p>Australische Wissenschaftler haben das entwickelt, was sie als den weltweit ersten Proof-of-Concept-Quantenakku bezeichnen.</p>
<p>Quantenakkus, die erstmals 2013 als theoretisches Konzept vorgeschlagen wurden, nutzen die Prinzipien der Quantenmechanik zur Energiespeicherung und haben das Potenzial, effizienter als herkömmliche Akkus zu sein.</p>
<p>Forscher haben nun einen Prototyp entwickelt – drahtlos mit einem Laser aufgeladen –, der ihrer Meinung nach ein wichtiger Schritt in Richtung voll funktionsfähiger Quantenakkus mit schnellen Ladezeiten ist.</p>
<p>Der leitende Forscher Dr. James Quach vom CSIRO, der nationalen Wissenschaftsagentur Australiens, sagte: „Es ist der erste Prototyp, der einen vollständigen Zyklus eines Akkus durchläuft: Mit anderen Worten, man lädt ihn auf, speichert Energie und kann sie entladen.“</p>
<p>Bei herkömmlichen Akkus steigt die Ladezeit mit der Größe. „Deshalb dauert das Aufladen Ihres Mobiltelefons etwa 30 Minuten und das Aufladen Ihres Elektroautos über Nacht“, sagte Quach.</p>
<p>Im Gegensatz dazu haben „Quantenakkus diese wirklich eigenartige Eigenschaft, dass sie, je größer sie sind, desto weniger Zeit zum Aufladen benötigen“, sagte er. Dies liegt an einem Merkmal, das als „kollektive Effekte“ bekannt ist, bei dem Quantenzellen schneller aufgeladen werden, wenn mehr Zellen beteiligt sind.</p>
<p>Quach und seine Kollegen demonstrierten diese Eigenschaft erstmals <a href="https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abk3160">im Jahr 2022</a>, aber es gab keine Möglichkeit, Energie aus diesem Prototyp-Akku zu extrahieren.</p>
<p>Der neue Prototyp, der im Journal <a href="https://www.nature.com/articles/s41377-026-02240-6">Light: Science &amp; Applications</a> detailliert beschrieben wird, benötigte Femtosekunden (Billionstel Sekunden) zum Aufladen und speicherte die Energie für Nanosekunden – etwa sechs Größenordnungen länger.</p>
<p>Um das in Perspektive zu setzen, sagte Quach, für einen Akku, der eine Minute zum Aufladen benötigte, würde eine sechsstellige Größenordnung bedeuten, dass er „ein paar Jahre“ aufgeladen bleibt.</p>
<p>Der aktuelle Prototyp hat eine Kapazität von nur wenigen Milliardstel Elektronenvolt, „was sehr klein und nicht genug ist, um etwas Nützliches zu betreiben“, sagte er.</p>
<p>„Was wir als Nächstes tun müssen, ist … die Speicherzeit zu erhöhen“, fügte Quach hinzu. „Man möchte, dass sein Akku länger als ein paar Nanosekunden hält, wenn man mit jemandem über ein Mobiltelefon sprechen möchte.“</p>
<p>Voll funktionsfähige Quantenakkus, die fast augenblicklich aufgeladen werden, könnten schließlich zur Stromversorgung von Quantencomputern oder kleinen herkömmlichen elektronischen Geräten verwendet werden.</p>
<p>Quantenakkus werden drahtlos mit Lasern aufgeladen, daher ist eine weitere potenzielle Anwendung das Fernladen.</p>
<p>„Man könnte zum Beispiel einen Quantenakku in eine Drohne einbauen … und ihn im Flug aufladen“, sagte Quach. „Sobald die Technologie ausgereift ist … müsste man sein Auto nicht mehr an einer Tankstelle aufladen; man könnte es unterwegs aufladen.“</p>
<p>Prof. Andrew White, Leiter des Labors für Quantentechnologie an der University of Queensland, der nicht an der Forschung beteiligt war, bezeichnete sie als „wirklich gute Arbeit, die zeigt, dass der Quantenakku mehr als nur eine Idee ist, er ist jetzt ein funktionierender Prototyp“.</p>
<p>White merkte an, dass die Akkus „nicht so bald in Elektrofahrzeugen auftauchen werden“, aber „wahrscheinlich der erste Bereich, in dem sie Auswirkungen haben werden, sind tatsächlich Quantencomputer“.</p>
<p>Quantenakkus könnten Energie „kohärent … mit minimalen Energiekosten für diese Computer“ liefern, sagte White.</p>