प्रकाश से ऊर्जा: कैसे क्वांटम 'सुपरएब्जॉर्प्शन' हमें चार्जिंग के लंबे इंतजार से दिलाएगा मुक्ति; ऑस्ट्रेलिया ने पेश की भविष्य की बैटरी

ऑस्ट्रेलिया की राष्ट्रीय विज्ञान एजेंसी (CSIRO) ने मेलबर्न विश्वविद्यालय और मेलबर्न रॉयल इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (RMIT) के साथ मिलकर दुनिया के पहले पूर्ण-चक्र क्वांटम बैटरी प्रोटोटाइप का सफलतापूर्वक विकास और परीक्षण किया है। यह नवाचार ऊर्जा भंडारण के क्षेत्र में एक नए युग की शुरुआत का संकेत देता है, जो पारंपरिक बिजली भंडारण प्रणालियों की सीमाओं को पार करने की क्षमता रखता है।

इस क्रांतिकारी उपकरण का विस्तृत विवरण 18 मार्च, 2026 को प्रतिष्ठित वैज्ञानिक पत्रिका 'लाइट: साइंस एंड एप्लीकेशंस' (Light: Science & Applications) में प्रकाशित किया गया था। यह बैटरी न केवल ऊर्जा को चार्ज करने और उसे सुरक्षित रूप से संग्रहीत करने में सक्षम है, बल्कि सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि यह इसे विद्युत प्रवाह के रूप में वापस भी दे सकती है। प्रयोगशाला की नियंत्रित स्थितियों में इस पूर्ण चक्र को हासिल करना एक ऐसा महत्वपूर्ण चरण है, जिसे पहले शोधकर्ताओं द्वारा लगभग अप्राप्य माना जाता था।

इस नई तकनीक की सबसे प्रमुख विशेषता 'सुपरएब्जॉर्प्शन' (superabsorption) नामक एक अद्वितीय क्वांटम प्रभाव है, जो शास्त्रीय भौतिकी के स्थापित नियमों को चुनौती देता है। इस प्रभाव की बदौलत, बैटरी का आकार और उसके भीतर मौजूद कोशिकाओं (cells) की संख्या जितनी अधिक होगी, वह उतनी ही तेजी से चार्ज होगी। यह विशेषता वर्तमान लिथियम-आयन बैटरियों के बिल्कुल विपरीत है, जहाँ आकार बढ़ने पर चार्जिंग का समय भी बढ़ जाता है।

तकनीकी स्तर पर, इस बैटरी के निर्माण में कॉपर फथलोसाइनिन (copper phthalocyanine) नामक कार्बनिक अणुओं का उपयोग किया गया है। इन अणुओं को चांदी की परतों से बने एक विशेष माइक्रोरेज़ोनेटर (Fabry-Perot microcavity) के भीतर रखा जाता है जो प्रकाश को कैद करने का काम करता है। जब इस संरचना पर लेजर या प्रकाश डाला जाता है, तो अणु एक सामूहिक अवस्था में आ जाते हैं और व्यक्तिगत रूप से ऊर्जा सोखने के बजाय एक साथ मिलकर ऊर्जा का अवशोषण करते हैं। यह प्रक्रिया चार्जिंग की गति में घातीय वृद्धि सुनिश्चित करती है, जिससे भविष्य के इलेक्ट्रिक वाहनों को घंटों के बजाय महज कुछ सेकंड में चार्ज करना संभव हो सकता है।

वर्तमान प्रोटोटाइप के परीक्षणों में, वैज्ञानिकों ने ऊर्जा भंडारण की अवधि को चार्जिंग समय की तुलना में छह परिमाण के क्रम (6 orders of magnitude) तक बढ़ाने में अभूतपूर्व सफलता प्राप्त की है। आनुपातिक रूप से इसका अर्थ यह है कि यदि इस बैटरी को केवल एक मिनट के लिए चार्ज किया जाता है, तो यह लगभग दो वर्षों तक उस चार्ज को बनाए रखने में सक्षम होगी। यह उपलब्धि ऊर्जा के नुकसान को कम करने की दिशा में एक बड़ा कदम है।

हालांकि यह खोज ऊर्जा क्षेत्र में एक बड़ी क्रांति ला सकती है, लेकिन वर्तमान में यह तकनीक केवल 'प्रूफ-ऑफ-कांसेप्ट' यानी अवधारणा के प्रमाण के चरण में है। इस शुरुआती प्रोटोटाइप की कुल क्षमता अरबों इलेक्ट्रॉन-वोल्ट में मापी गई है, जो फिलहाल केवल सूक्ष्म क्वांटम सेंसर या क्वांटम कंप्यूटर के विशिष्ट हार्डवेयर घटकों को बिजली प्रदान करने के लिए ही पर्याप्त है।

इस ऑस्ट्रेलियाई विकास की सबसे बड़ी प्रतिस्पर्धात्मक बढ़त यह है कि यह सामान्य कमरे के तापमान पर कुशलतापूर्वक कार्य करती है। यह चीन और यूरोप में विकसित किए जा रहे अन्य प्रोटोटाइप की तुलना में एक विशाल लाभ है, जिन्हें संचालित करने के लिए पूर्ण शून्य (absolute zero) के करीब अत्यधिक ठंडे तापमान की आवश्यकता होती है। CSIRO की आगामी योजनाओं में इस उपकरण को पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स और ड्रोन के लिए बड़े पैमाने पर विकसित करना शामिल है, जिन्हें हवा में ही लेजर बीम के माध्यम से चार्ज किया जा सकेगा।

इस परियोजना के मुख्य तकनीकी पहलुओं और भविष्य की संभावनाओं को निम्नलिखित बिंदुओं में समझा जा सकता है:

• यह एक पूर्ण-चक्र प्रोटोटाइप है जो चार्जिंग, भंडारण और विद्युत प्रवाह के रूप में ऊर्जा के निर्वहन को एकीकृत करता है।
• इसमें सिल्वर माइक्रोरेज़ोनेटर में कॉपर फथलोसाइनिन (CuPc) अणुओं का उपयोग किया गया है, जो प्रकाश-पदार्थ के बीच मजबूत संबंध स्थापित करते हैं।
• सुपरएब्जॉर्प्शन प्रभाव के कारण बैटरी का आकार बढ़ने के साथ चार्जिंग की शक्ति बढ़ती है, और ऊर्जा का भंडारण मेटास्टेबल ट्रिपलेट अवस्थाओं में किया जाता है।