Durchbruch? Quantenbatterie lädt mit Licht auf und braucht keine seltenen Materialien

In drei bis fünf Jahren soll sie fertig sein, die neue Quantenbatterie. Das sagen zumindest die Forscher, die diese revolutionäre Erfindung machten und ein funktionierendes Proof-of-Concept-Gerät entwickelten. Der nun zu erstellende Prototyp soll eine Kombination aus Akku und Solarpanel sein, also eine Batterie, die sich effizient im Sonnenlicht selbst auflädt. Dabei kommt das Prinzip der Superabsorption zum Tragen, das lange Zeit als (noch) nicht praktisch nutzbar galt.

Je größer der Akku, desto schneller die Aufladung

Die Energiespeicherung erfolgt bei der Quantenbatterie in einem organischen Trägermaterial, seltene Materialien werden nicht benötigt. Das sind gleich mehrere Vorteile auf einmal, ganz zu schweigen von der enorm hohen Speicherkapazität, die zu erwarten ist. Forscher an der University of Adelaide ließ die Superabsorption keine Ruhe, diese stammt aus der Welt der Quantenphysik, die bekanntlich nach ganz eigenen Regeln funktioniert. Bei der Superabsorption erhöht sich die Fähigkeit eines einzelnen Moleküls zur Lichtabsorption, wenn es mit möglichst vielen anderen zusammenkommt. Dann fangen die Moleküle nämlich auf unerklärliche Art an, zusammenzuwirken und so ihre individuellen Möglichkeiten zu steigern. Daraus resultiert: Je größer eine Quantenbatterie ist, desto schneller funktioniert die Aufladung. Klingt verrückt, ist es aber nicht.

Proof-of-Concept-Gerät mit zwei Spezialspiegeln

»So eine konstruktive Interferenz kommt bei allen Arten von Wellen vor (Licht, Schall, Wellen auf Wasser) und tritt auf, wenn sich verschiedene Wellen addieren, um einen größeren Effekt zu erzielen als jede Welle für sich allein. Entscheidend ist, dass die kombinierten Moleküle Licht effizienter absorbieren können, als wenn jedes Molekül einzeln agieren würde«, erklärt Dr. James Quach, der als Hauptautor der Studie vermerkt ist. Sein Proof-of-Concept-Gerät besteht aus zwei hochreflektierenden Spezialspiegeln mit einer Mikro-Hohlschicht dazwischen. Das Licht sollte damit so lange wie möglich im Hohlraum bleiben — und genau das gelang. Die Superabsorption trat im Versuch ein. »Ich möchte nun eine durch Licht wiederaufladbare Quantenbatterie bauen«, sagt Quach. Und die Chancen, dass dieser Coup gelingt, stehen gut.