Der gehegte Traum der Automobilindustrie ist eine „Million Meilen“ für Elektroautos. Ingenieure möchten eine Batterie entwickeln, die über eine Million Meilen (ca. 1 km) immer wieder aufgeladen werden kann, ohne ihre Fähigkeit zur Ladungsspeicherung zu verlieren. Wissenschaftler interessieren sich jedoch mehr für eine fortschrittliche quantenphysikalische Version einer Millionen-Meilen-Batterie: das heißt, eine Batterie, die diese Millionen Meilen mit einer einzigen Ladung zurücklegen kann.
Dadurch entfällt für die meisten Fahrzeugbesitzer die Notwendigkeit, ihre Batterien aufzuladen. Selbst Besitzer von Schwerlastwagen könnten einfach alle paar Jahre zur planmäßigen Wartung in der Werkstatt vorbeischauen, um ihre Batterien aufzuladen.
Als Referenz sind Quantenbatterien eine theoretische Technologie, die Quantenphysik nutzt, um Geräte zu schaffen, die riesige Mengen an Energie speichern und unglaublich schnell aufladen können.
Quantenbatterien werden von zahlreichen Gruppen von Wissenschaftlern an Universitäten, Start-ups und Unternehmenslabors auf der ganzen Welt entwickelt, und nach der Anzahl der jüngsten wissenschaftlichen Arbeiten zu diesem Thema zu urteilen, glaubt die wissenschaftliche Gemeinschaft im Allgemeinen, dass wir kurz vor einem Durchbruch stehen. Ob das bedeutet, dass Quantenbatterien in einem Monat oder einem Jahrzehnt erscheinen werden, bleibt abzuwarten.
Batterien sind eine sehr komplexe Technologie. Selbst die winzigen Batterien, die wir in Verbraucherprodukten verwenden, sind Wissenschaftlern ein Rätsel. Wie Dr. Jeanette Garcia, Senior Manager für Quantenanwendungen und -algorithmen bei IBM, kürzlich in einer Unternehmensmitteilung sagte: „Wir wissen nicht, was in den Batterien vor sich geht. Dies ist ein Rätsel. Natürlich wissen wir, wie man Batterien herstellt. Aber wir können auf molekularer Ebene nicht sehen, was in der Batterie vor sich geht, wenn sie funktioniert."
Dafür arbeiten Unternehmen wie IBM und Mercedes Benz zusammen, um Quantencomputersysteme zu entwickeln, die in der Lage sind, molekulare Wechselwirkungen innerhalb der Batterie zu simulieren. In naher Zukunft könnte dies zu fortschrittlicheren Batterien aller Art führen, von Handybatterien, die schneller aufgeladen werden und länger halten, bis hin zu Elektrofahrzeugen mit größerer Reichweite und sogar zu einer verbesserten industriellen Strom- und Energieverbrauchsnutzung.
Quantenbatterien sind viel komplexer als herkömmliche Batterien. Eine der großen Ideen, die Wissenschaftler auf dem Weg zu ihrer Entwicklung erforschen, hängt mit einem Konzept zusammen, das als „Superabsorption (oder Superabsorption)“ bezeichnet wird. Herkömmliche Batterien funktionieren nach einem intuitiven Prinzip: Je größer sie sind, desto länger dauert das Aufladen. Mit Superabsorption werden Quantenbatterien jedoch das Drehbuch umdrehen. Je mehr Moleküle Sie in eine Superabsorptionsbatterie geben, desto schneller lädt sie sich auf. Das bedeutet, dass ein Akku von der Größe eines Gebäudes schneller aufgeladen wird als ein Akku von der Größe eines Mobiltelefons.
Wann genau die neuen fantastischen Quantenbatterien auf den Markt kommen, ist nicht bekannt. Aber eines kann man sicher sagen: Wenn sie erscheinen, wird es grandios. Stellen Sie sich ein iPad vor, das nie aufgeladen werden muss, oder einen Tesla, der zwischen den Ladevorgängen eine Million Kilometer in der Stadt fahren kann.
Aber noch wichtiger ist, dass die Quantenbatterietechnologie uns vor der menschengemachten globalen Klimakrise und der Abhängigkeit von schädlichen Energiequellen bewahren kann.
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