বিশ্বের প্রথম কোয়ান্টাম ব্যাটারি প্রোটোটাইপ দ্রুত চার্জ হয় যখন এটি বৃহত্তর হয়

জৈব Semiconductors এর ভূমিকা

অস্ট্রেলিয়ান দলের কাজে একটি মূল প্রযুক্তিগত অর্জন হল বিদেশী cryogenic সিস্টেমের পরিবর্তে জৈব semiconductor উপকরণ ব্যবহার করে quantum charging advantage প্রদর্শন করা। Quantum battery এর জন্য পূর্ববর্তী তাত্ত্বিক প্রস্তাবগুলি সাধারণত পরম শূন্যের কাছাকাছি তাপমাত্রায় পরিচালনা অনুমান করেছিল, যেখানে quantum coherence বজায় রাখা সহজ কিন্তু ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনগুলি গুরুতরভাবে সীমিত। জৈব semiconductors কক্ষ তাপমাত্রায় quantum battery অপারেশনের জন্য প্রয়োজনীয় quantum coherent electronic অবস্থা সমর্থন করতে পারে, যা প্রযুক্তিকে বাস্তব-বিশ্ব ডিভাইসের জন্য সম্ভবত ব্যবহারিক করে তোলে।

প্রোটোটাইপে ব্যবহৃত নির্দিষ্ট জৈব semiconductor Frenkel exciton transport সমর্থন করে — একটি ধরনের উত্তেজিত electronic অবস্থা যা উপকরণের আণবিক কাঠামোর মাধ্যমে coherently প্রচার করতে পারে। চার্জিং চলাকালীন এই coherent transport pathway ব্যবহার করার জন্য ডিভাইস ডিজাইন করে, দল ব্যয়বহুল refrigeration অবকাঠামো ছাড়াই একটি সিস্টেমে quantum advantage পর্যবেক্ষণ করতে সক্ষম ছিল।

প্রোটোটাইপ থেকে ব্যবহারিক ডিভাইস পর্যন্ত

বর্তমান প্রোটোটাইপ একটি proof-of-concept, পণ্য-প্রস্তুত প্রযুক্তি নয়। অর্জিত শক্তি ঘনত্ব lithium-ion ব্যাটারির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম, এবং ডিভাইস স্থায়িত্ব মূল্যায়নের জন্য হাজার হাজার charge-discharge চক্রের মাধ্যমে পরীক্ষা করা হয়নি। অবিলম্বে গবেষণা এজেন্ডা quantum coherence চার্জিং চলাকালীন কীভাবে বজায় রাখা হয় এবং তাপমাত্রা এবং পরিবেশগত পরিস্থিতি আদর্শ পরীক্ষাগার সেটিং থেকে পরিবর্তিত হওয়ার সাথে ডিভাইস কীভাবে কাজ করে তা বোঝার উপর ফোকাস করবে।

এই গবেষণাকে অনুপ্রাণিত করা সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে রয়েছে ইলেকট্রনিক্স ডিভাইসের জন্য দ্রুত চার্জিং, electric vehicles এবং গ্রিড storage সিস্টেম যেখানে উচ্চ হারে শক্তি শোষণ করার ক্ষমতা এটি সঞ্চয় করার ক্ষমতা হিসাবে গুরুত্বপূর্ণ। যদি quantum charging advantage ডিভাইস আকার এবং শক্তি ক্ষমতা বৃদ্ধি করার সময় বজায় রাখা যায়, তবে চার্জিং অবকাঠামোর উপর প্রভাব উল্লেখযোগ্য হতে পারে — বিশেষত EV অ্যাপ্লিকেশনের জন্য যেখানে চার্জিং সময় হ্রাস করা সর্বব্যাপী দত্তক গ্রহণের প্রধান বাধাগুলির মধ্যে একটি রয়ে গেছে।

ভৌত স্কেলে তাত্ত্বিক যাচাইকরণ

এই প্রোটোটাইপের তাৎপর্য এর নিকট-মেয়াদী আবেদন সম্ভাবনার বাইরে প্রসারিত। Quantum batteries একাধিক দশক আগে তাত্ত্বিকভাবে প্রস্তাব করা হয়েছিল, এবং একটি কার্যকর ডিভাইস নির্মাণ যা পূর্বাভাসিত quantum advantage প্রদর্শন করে তাত্ত্বিক কাজের একটি শরীরকে বৈধতা দেয় যার জন্য কখনও কখনও প্রশ্ন তোলা হয়েছে যে decoherence রক্ষণাবেক্ষণ সম্পর্কে এর অনুমানগুলি ভৌতভাবে অর্জনযোগ্য কিনা। অস্ট্রেলিয়ান প্রোটোটাইপ এই প্রশ্নের ইতিবাচক উত্তর দেয়, অন্তত একটি পরীক্ষাগার সেটিংয়ে।

এই যাচাইকরণ ক্ষেত্রটিকে ত্বরান্বিত করবে তাত্ত্বিকদের আত্মবিশ্বাস দিয়ে যে quantum battery পদার্থবিজ্ঞান বাস্তব, আদর্শ নয়, এবং ইঞ্জিনিয়ারদের একটি কংক্রিট ডিজাইন ভাষা দিয়ে — জৈব semiconductors যা coherent exciton transport সমর্থন করে — যার উপর পরবর্তী প্রজন্মের পরীক্ষামূলক ডিভাইসগুলি ভিত্তি করতে পারে যা উচ্চ শক্তি ঘনত্ব এবং ব্যবহারিক ফর্ম ফ্যাক্টরগুলিকে লক্ষ্য করে।

এই নিবন্ধটি Interesting Engineering এর প্রতিবেদনের উপর ভিত্তি করে। মূল নিবন্ধ পড়ুন।