Quantum battery | भविष्यातील क्वांटम बॅटरी

शशिकांत सांब

क्वांटम बॅटरीद्वारे शास्त्रज्ञांनी चार्जिंगचे नियम बदलून टाकले आहेत. रासायनिक प्रक्रियेवर अवलंबून असलेल्या पारंपरिक बॅटरीच्या विपरीत ही बॅटरी आहे. ही बॅटरी खूप जलद चार्जिंग आणि अधिक ऊर्जा साठवण क्षमता असलेली असेल.

आजच्या जगात ऊर्जा आणि ऊर्जा साठवणुकीला खूप महत्त्व आले आहे. लॅपटॉप, स्मार्ट फोन, विद्युत वाहने, सॅटेलाईट इत्यादी असंख्य उपकरणांना ऊर्जा साठवणुकीसाठी बॅटरीची आवश्यकता असते; परंतु पारंपरिक बॅटरीला चार्ज करण्यास खूप वेळ लागतो. स्मार्ट फोन चार्ज करायला साधारणपणे दोन तास लागतात. फास्ट चार्जर असला, तरी एक तास लागतो. मध्यपूर्वेतील तणावामुळे इंधनाचे भाव वाढले आहेत. त्यामुळे लोकांचे विद्युत वाहनांचा वापर करण्याचे प्रमाण वाढत चालले आहे; पण वाहनांना चार्ज करण्यासाठी खूप वेळ लागतो. बाहेरगावी असताना चार्जिंगसाठी रांगेमध्ये उभे राहावे लागते. या अडचणीवर मात करण्यासाठी शास्त्रज्ञांनी क्वांटम बॅटरी विकसित केली आहे, ज्यामुळे चार्जिंगसाठी लागणारा वेळ तासावरून मिनिटावर येईल. हा आजच्या काळातील एक मोठा शोध म्हणावा लागेल.

ऑस्ट्रेलियाच्या राष्ट्रीय विज्ञान संस्थेने आरएमआयटी विद्यापीठ आणि मेलबर्न विद्यापीठाच्या सहकार्याने ऊर्जा साठवू शकणारी, चार्ज करू शकणारी आणि ऊर्जा मुक्त करणारी एक क्वांटम बॅटरी विकसित करून उच्च तंत्रज्ञानाच्या दिशेने एक महत्त्वाचे पाऊल टाकले आहे. त्याचे निष्कर्ष 13 मार्च 2026 रोजी ‘लाईट : सायन्स अँड अप्लिकेशन’मध्ये प्रकाशित झाले आहेत. या कामात मेलबर्न विद्यापीठातील सहयोगी प्रा. जेम्स हाचिन्सन आणि प्रा. ट्रेव्हर स्मिथ यांच्यासह अनेक संशोधकांनी महत्त्वाची भूमिका बजावली आहे. पारंपरिक बॅटरीप्रमाणेच क्वांटम बॅटरी ऊर्जा चार्ज करते, साठवते आणि डिस्चार्ज करते; परंतु सध्या वापरात असलेली बॅटरी रासायनिक अभिक्रियेवर अवलंबून असते, तर क्वांटम बॅटरी क्वांटम मेकॅनिक्सच्या गुणधर्माचा वापर करते, असे सहयोगी प्रा. जेम्स हाचिन्सन म्हणतात. या बॅटरीमुळे शास्त्रज्ञांनी चार्जिंगचे नियम बदलून टाकले आहेत. या कामात ती जितकी मोठी होते तितक्या वेगाने चार्ज होते. रासायनिक प्रक्रियेवर अवलंबून असलेल्या पारंपरिक बॅटरीच्या विपरीत ही बॅटरी आहे. ही बॅटरी खूप जलद चार्जिंग आणि अधिक ऊर्जा साठवण क्षमता असलेली असेल. हे नवीन तंत्रज्ञान ऊर्जा साठवण्याच्या आणि वितरित करण्याच्या पद्धतीमध्ये क्रांती घडवून आणेल. या शोधाने अधिक शक्तिशाली आणि कार्यक्षम ऊर्जा प्रणालीच्या दिशेने एक संभाव्य मार्ग दाखवला आहे.

या संकल्पनेची चाचणी घेण्यासाठी तयार केलेली (प्रोटोटाईप) बॅटरी स्वतः एक लहान स्तरीत सेंद्रिय उपकरण लेसर शक्तीवर चालते. ही सेंद्रिय बॅटरी रासायनिक प्रक्रियेऐवजी क्वांटम मेकॅनिक्सच्या तत्त्वावर अवलंबून असते. त्या सुपरपोझिशन आणि प्रकाश व इलेक्ट्रॉन यांच्यातील आंतरक्रियेसारख्या परिणामांचा वापर करतात, ज्यामुळे खूप जलद चार्जिंग आणि अधिक ऊर्जा क्षमता होऊ शकते. यामुळे तत्काळ चार्जिंग आणि दूर अंतरावर वायरलेस ऊर्जा हस्तांतरण प्रदान करेल. हा महत्त्वाचा शोध एक शाश्वत भविष्याचा मार्ग होईल. क्वांटमस्थिती टिकवून ठेवण्यासाठी ज्या प्रयोगांना शून्य अंशापेक्षाही कमी तापमान ठेवावे लागत असे, ते आता सेंद्रिय पदार्थाच्या क्षमतेच्या शोधामुळे सामान्य तापमानातसुद्धा करता येऊ लागले आहे.

संशोधकांनी प्रकाश पदार्थ प्रक्रिया सुलभ करण्यासाठी उच्च परिवर्तन आरशांचा एका प्रकाराचा वापर केला आहे, ज्यामुळे ऊर्जा साठवलेली राहते; परंतु ती लगेचच असंगत होण्याची शक्यता कमी वाटते. या उपकरणात कोणतीही रासायनिक अभिक्रिया होत नसल्यामुळे भौतिक किंवा औष्णिक झीज होत नाही. त्यामुळे बॅटरीची क्षमता कमी न होता ती अनेक वेळा रिचार्ज केली जाऊ शकते. हे तंत्रज्ञान सौरऊर्जेसोबत जोडून अत्यंत कार्यक्षम, त्वरित हस्तांतरण करणारे हरित ऊर्जा ग्रीड तयार केले जाऊ शकते. एकेकाळी सैद्धांतिक भौतिकशास्त्रापुरते मर्यादित असलेले हे तंत्रज्ञान आता संकल्पनेच्या सिद्धतेपासून कार्यात्मक नमुन्यापर्यंत पोहोचले आहे. सध्या हे तंत्रज्ञान प्रयोगशाळा स्तरावर आहे आणि व्यवसायिक स्तरावर जाण्यासाठी यात अनेक सुधारणा कराव्या लागणार आहेत.

from pudharinews https://ift.tt/he0LXWG