Forskare från universiteten i Alberta och Toronto utvecklade en plan för ett nytt kvantbatteri som inte läcker laddning.

"Ett kvantbatteri är ett litet, nanostorlek batteri avsett att användas för applikationer på nanoskala, "förklarade U av En kemist Gabriel Hanna, som var huvudutredare för studien.

Han sa att forskningen ger en teoretisk demonstration av att det är möjligt att skapa ett förlustfritt kvantbatteri-vilket ger en fördel jämfört med tidigare föreslagna kvantbatterier.

"De batterier som vi är mer bekanta med-som litiumjonbatteriet som driver din smartphone-förlitar sig på klassiska elektrokemiska principer, medan kvantbatterier enbart bygger på kvantmekanik, "Noterade Hanna.

Han sa att batterierna kan bli en viktig komponent i många kvantanordningar - som kan driva kvantdatorer, till exempel - och i praktiken de kan byggas med nuvarande solid state-teknik.

För att förverkliga deras idé, forskargruppen ansåg en öppen kvantnätverksmodell med hög strukturell symmetri som en plattform för lagring av excitonisk energi - energi som utnyttjas när en elektron absorberar en tillräckligt energisk ljusfoton. Med denna modell, de visade att det är möjligt att lagra energi utan förlust, trots att man är öppen för en miljö.

"Nyckeln är att förbereda detta kvantnätverk i det som kallas ett mörkt tillstånd, "förklarade Hanna." I mörkt tillstånd, nätverket kan inte utbyta energi med sin omgivning. I huvudsak, systemet blir immun mot alla miljöpåverkan. Det betyder att batteriet är mycket robust mot energiförluster. "

Med denna modell, forskarna föreslog också en allmän metod för urladdning av lagrad energi från batteriet vid behov som innebär att nätets strukturella symmetri bryts kontrollerat.

Framtida forskning kommer att utforska livskraftiga sätt att ladda och ladda ur batteriet, liksom sätt att skala upp det för användning i praktiska applikationer.

Studien, "Förlustfritt excitoniskt kvantbatteri, "publicerades i Journal of Physical Chemistry C .