Pin lượng tử là khái niệm được nhắc đến từ năm 2013, theo đó năng lượng được lưu trữ và xử lý dựa trên các nguyên lý của cơ học lượng tử. So với pin truyền thống, công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp sạc pin nhanh hơn đáng kể, hiệu suất cao hơn, tận dụng các “hiệu ứng tập thể” để tối ưu quá trình lưu trữ năng lượng.
Tiến sĩ James Quach, trưởng nhóm nghiên cứu thuộc Cơ quan Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp Khối Thịnh vượng Chung (CSIRO) - cơ quan khoa học quốc gia của Australia - cho biết đây là nguyên mẫu mà nhóm của ông phát triển có thể thực hiện đầy đủ một chu kỳ của pin, bao gồm sạc, lưu trữ và xả năng lượng, đồng thời vận hành dựa trên cơ chế lượng tử thay vì phản ứng hóa học như pin thông thường.
Theo Tiến sĩ James Quach, đối với pin thông thường, thời gian sạc tăng theo kích thước. Đó là lý do tại sao sạc điện thoại di động mất khoảng 30 phút, còn sạc ô tô điện mất cả đêm. Ngược lại, pin lượng tử có một đặc tính rất đặc biệt là pin càng lớn thì thời gian sạc càng ngắn. Đó là do đặc điểm “hiệu ứng tập thể”, trong đó các tế bào lượng tử sạc nhanh hơn khi có nhiều tế bào tham gia. Tiến sĩ Quach và các đồng nghiệp của ông đã chứng minh đặc tính này lần đầu tiên vào năm 2022, nhưng lúc đó chưa có cách nào để trích xuất năng lượng từ loại pin nguyên mẫu đó.
Kết quả thử nghiệm cho thấy đối với một viên pin lượng tử hoàn chỉnh, chỉ cần một phút để sạc đầy và sẽ lưu trữ được điện trong “vài năm”. Tuy nhiên, dù mang tính đột phá, song công nghệ này vẫn còn ở giai đoạn sơ khai. Tiến sĩ James Quach cho biết, dung lượng hiện tại chỉ ở mức vài tỷ electron volt, rất nhỏ và không đủ để cung cấp năng lượng cho bất kỳ thiết bị hữu ích nào. Vì vậy, điều mà các nhà khoa học cần làm tiếp theo là tăng thời gian lưu trữ để có thể ứng dụng trong thực tế. Ông cũng lưu ý rằng muốn sử dụng cho các thiết bị như điện thoại, pin cần giữ được năng lượng lâu hơn nhiều so với hiện tại.
Pin lượng tử hoạt động hoàn hảo và sạc gần như tức thì cuối cùng có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho máy tính lượng tử hoặc các thiết bị điện tử thông thường nhỏ. Tiến sĩ James Quach cho biết, pin lượng tử được sạc không dây bằng laser, vì vậy một ứng dụng tiềm năng khác là sạc từ xa. Ví dụ, người ta có thể đặt một viên pin lượng tử lên máy bay không người lái và sạc nó trong khi đang bay. Khi công nghệ hoàn thiện hơn, con người sẽ không còn cần phải dừng xe ở trạm xăng để sạc pin nữa mà có thể sạc khi đang di chuyển.
