Energie uit licht: hoe quantum-superabsorptie ons bevrijdt van het eindeloze wachten bij het stopcontact

Wetenschappers van het nationale wetenschapsagentschap van Australië (CSIRO) hebben, in nauwe samenwerking met de Universiteit van Melbourne en het Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT), met succes het eerste prototype ter wereld van een quantum-batterij met een volledige cyclus ontwikkeld en getest. Deze baanbrekende innovatie markeert een historisch moment in de evolutie van energieopslagtechnologie.

Het apparaat, waarvan de gedetailleerde beschrijving op 18 maart 2026 werd gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Light: Science & Applications, is in staat om energie op te laden, op te slaan en — wat het meest cruciaal is — weer af te geven in de vorm van elektrische stroom. Dit vermogen om een bruikbare elektrische ontlading te realiseren werd voorheen als een onoverkomelijke hindernis beschouwd binnen laboratoriumomstandigheden.

De belangrijkste eigenschap van deze nieuwe technologie is het tarten van de klassieke natuurkunde door middel van het quantum-effect genaamd 'superabsorptie' (superabsorption). In tegenstelling tot conventionele batterijen laadt deze quantum-variant sneller op naarmate de omvang van de batterij en het aantal interne cellen toenemen, wat een radicale verschuiving betekent in de efficiëntie van energieoverdracht.

Aan de basis van deze techniek ligt het gebruik van organische moleculen, specifiek koperftalocyanine (CuPc), die zijn geplaatst in een micro-resonator van zilverlagen die licht vasthoudt. Wanneer deze moleculen worden bestraald met een laser, treden ze in een staat van quantum-coherentie en beginnen ze collectief energie te absorberen in plaats van individueel. Dit proces resulteert in een exponentiële toename van de laadsnelheid: waar een accu van een elektrisch voertuig momenteel uren nodig heeft, zou een quantum-equivalent dit theoretisch in enkele seconden kunnen doen.

In het huidige prototype is het de onderzoekers gelukt om de opslagtijd van energie met maar liefst zes ordes van grootte te verlengen ten opzichte van de laadtijd. In de praktijk betekent deze verhouding dat wanneer een batterij in slechts één minuut wordt opgeladen, deze de lading gedurende ongeveer twee jaar zou kunnen vasthouden, wat ongekende mogelijkheden biedt voor langdurige energieopslag.

Hoewel de ontdekking een revolutionair karakter heeft, bevindt de technologie zich momenteel nog in de fase van een 'proof-of-concept'. De huidige capaciteit van het prototype wordt gemeten in miljarden elektronvolt, wat vooralsnog alleen toereikend is voor het voeden van microscopisch kleine quantumsensoren of specifieke componenten van toekomstige quantumcomputers.

Een groot voordeel van de Australische ontwikkeling ten opzichte van concurrenten uit China en Europa is de werking bij kamertemperatuur. Waar andere prototypes vaak extreme koeling tot nabij het absolute nulpunt vereisen, blijft dit systeem stabiel onder normale omstandigheden. CSIRO is nu van plan het apparaat op te schalen voor gebruik in draagbare elektronica en drones, die in de toekomst zelfs in de lucht zouden kunnen worden bijgeladen met behulp van laserstralen.

• Technologie: Een prototype met volledige cyclus voor laden, opslag en ontlading als elektrische stroom. Gebruik van koperftalocyanine (CuPc) in een Fabry-Perot micro-resonator met zilverlagen.
• Kern-effect: De laadsnelheid versnelt bij een grotere schaal door collectieve quantum-effecten. Energie wordt opgeslagen in metastabiele triplet-toestanden, waarbij de opslagduur zes ordes van grootte langer is dan de laadtijd.