Penelitian terbaru telah menunjukkan kemajuan signifikan dalam mesin pemanas yang menggunakan titik kuantum (quantum dot), mencapai efisiensi konversi listrik yang melampaui sistem termal konvensional.
Para ilmuwan berhasil memfasilitasi pergerakan elektron berenergi tinggi ke dalam mesin pemanas titik kuantum. Mesin ini kemudian mengubah panas menjadi listrik melalui efek kuantum, menunjukkan efisiensi yang unggul dibandingkan metode konvensional. Tim peneliti menggunakan model Fermi biner untuk mensimulasikan distribusi elektron non-termal, mengonfirmasi bahwa pendekatan ini melampaui batas efisiensi Carnot dan Curzon-Ahlborn. Batas-batas ini mewakili efisiensi maksimum pada daya puncak untuk mesin konvensional, menyoroti sifat inovatif dari teknologi berbasis kuantum ini. Implementasi eksperimental mesin pemanas titik kuantum menunjukkan efisiensi mendekati batas Curzon-Ahlborn pada daya maksimum, dan efisiensi melebihi 70% dari efisiensi Carnot, yang merupakan konfirmasi pertama penggunaan titik kuantum dalam mesin pemanas berefisiensi tinggi. Kemajuan ini membuka jalan bagi era baru dalam elektronik berdaya rendah dan komputasi kuantum, dengan kemampuan mendaur ulang panas limbah secara langsung menjadi energi yang dapat digunakan.
Studi lebih lanjut telah menunjukkan mesin pemanas pertukaran partikel yang beroperasi mendekati batas efisiensi termodinamika, dengan satu mesin melampaui 70% efisiensi Carnot sambil mempertahankan output daya. Investigasi lain ke dalam siklus Carnot kuantum dari mesin pemanas mikroskopis mengungkapkan bahwa efisiensi dipengaruhi oleh kapasitas panas reservoir dan zat kerja. Penelitian ini menunjukkan kemungkinan melampaui batas Carnot standar tanpa sumber daya kuantum tambahan. Mesin pemanas titik kuantum, yang beroperasi pada batas efisiensi termodinamika, telah menunjukkan potensi besar.