Енергія із світла: як квантове «надпоглинання» позбавить нас від нескінченного очікування біля розетки

Науковці з національного наукового агентства Австралії (CSIRO) у тісній співпраці з Мельбурнським університетом та Мельбурнським королівським технологічним інститутом (RMIT) успішно розробили та протестували перший у світі повноцикловий прототип квантової батареї. Цей прорив знаменує собою початок нової ери в технологіях накопичення енергії, пропонуючи рішення, які раніше вважалися суто теоретичними.

Детальний опис інноваційного пристрою було опубліковано в науковому виданні Light: Science & Applications 18 березня 2026 року. Головна цінність винаходу полягає в його здатності не лише ефективно накопичувати та зберігати заряд, а й віддавати його у вигляді стабільного електричного струму. Це критично важливий етап розвитку, який досі залишався недосяжним у лабораторних умовах.

Ключова особливість новинки базується на свідомому порушенні принципів класичної фізики завдяки квантовому ефекту надпоглинання (superabsorption). Унікальність такої батареї полягає в парадоксальній властивості: процес її заряджання відбувається тим швидше, чим більшим є фізичний розмір пристрою та кількість внутрішніх енергетичних комірок.

В основі технологічного рішення лежить використання органічних молекул фталоціаніну міді (CuPc). Ці молекули розміщуються всередині спеціального мікрорезонатора Фабрі-Перо, побудованого зі шарів срібла, який надійно утримує світло. Під впливом лазерного випромінювання молекули входять у стан квантової колективності, починаючи поглинати енергію спільно, а не як окремі одиниці.

Такий підхід забезпечує експоненціальне зростання швидкості накопичення енергії. Якщо сучасні акумулятори для електромобілів потребують кількох годин для повного відновлення ємності, то квантовий аналог теоретично здатний виконати це завдання за лічені секунди. Це відкриває шлях до майже миттєвого заряджання будь-якої портативної електроніки.

У поточному прототипі дослідникам вдалося досягти вражаючих показників тривалості зберігання заряду. Час утримання енергії в системі перевищує час зарядки на шість порядків. У пропорційному співвідношенні це означає, що якщо батарея зарядиться всього за одну хвилину, вона зможе зберігати накопичений ресурс протягом майже двох років.

Попри революційну природу відкриття, наразі технологія перебуває на стадії доказу концепції (proof-of-concept). Поточна ємність прототипу вимірюється мільярдами електрон-вольт. Цього поки що достатньо лише для живлення мікроскопічних квантових датчиків або окремих обчислювальних компонентів квантових комп’ютерів.

Важливою перевагою австралійської розробки перед конкурентами з Китаю та Європи є здатність працювати при звичайній кімнатній температурі. Більшість інших світових прототипів вимагають екстремального охолодження до температур, близьких до абсолютного нуля, що робить австралійську технологію значно перспективнішою для комерційного використання в майбутньому.

Найближчі плани CSIRO включають масштабування пристрою для інтеграції в переносну побутову електроніку та безпілотні літальні апарати. Передбачається, що дрони зможуть підзаряджатися безпосередньо в повітрі за допомогою спрямованих лазерних променів, що значно розширить радіус їхнього автономного застосування.

• Повноцикловий прототип: пристрій забезпечує зарядку, тривале зберігання та розрядку у вигляді електричного струму.
• Ефект надпоглинання: швидкість зарядки зростає разом із масштабом системи завдяки колективній дії молекул фталоціаніну міді.
• Енергетична стабільність: використання метастабільних триплетних станів дозволяє зберігати енергію в 6 порядків довше за час заряджання.