Noch hat der Prototyp kaum Ähnlichkeit mit einer Batterie. (Bild: CSIRO)

Einem Forschungsteam der australischen Behörde CSIRO ist ein spektakulärer Durchbruch in der Physik gelungen. Sie heben erstmals einen voll funktionsfähigen Prototypen einer Quantenbatterie gebaut.

Die Batterie war im Billionstel Teil einer Sekunde vollständig aufgeladen. Von einem realen Einsatz ist der Prototyp aber noch weit entfernt.

Quantenbatterie lädt schneller, je größer sie ist

Regelmäßige Ladezeiten gehören für die allermeisten Menschen zum Alltag. Handys müssen regelmäßig für Stunden an die Steckdose. Laptops, E-Reader und Handheld-Konsolen ebenso. Wer ein E-Auto besitzt, muss sogar das ständig irgendwo abstellen, um es wieder aufzuladen.

All das könnte in der Zukunft nur noch ein Relikt der Vergangenheit sein. Den Forschern der CSIRO (via BBC) unter der Leitung von James Quach ist es jetzt nämlich erstmals gelungen, zu beweisen, dass Quantenbatterien wirklich funktionieren können.

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Die Theorie dazu gibt es schon länger; 2022 konnte erstmals eine Batterie aufgeladen werden. Der neue Prototyp schaffte jetzt allerdings erstmals einen kompletten Energiezyklus, also Laden, Speichern und Entladen.

Und, wie so oft, wenn es um Quanten geht, sind die Ergebnisse dabei spektakulär und wirken fast magisch. Es dauerte nämlich nur Femtosekunden, also Billionstel Teile einer Sekunde, bis die Batterie komplett geladen war. Die gespeicherte Energie konnte anschließend für Nanosekunden (Milliardstel Sekunden) gehalten und dann wieder abgegeben werden.

Genutzt wurde dabei das Phänomen der Superabsorption. Dazu wurden organische Farbstoffmoleküle zwischen zwei winzigen Spiegeln mit einem Laser beschossen. Die Moleküle reagierten nicht unabhängig voneinander, sondern kollektiv und absorbierten die Energie in einem einzigen Quanteneffekt.

Spannend ist zudem, dass eine Quantenbatterie in der Theorie schneller auflädt, je mehr Moleküle beteiligt sind. Ein größerer Akku wird also schneller geladen als ein kleiner.

Der Prototyp ist noch weit davon entfernt, wirklich eingesetzt zu werden. Eine solche Batterie müsste die Energie ja viel länger halten können. Der nächste Schritt sollen daher Hybriddesigns sein, bei denen Quantenkomponenten mit klassischen Materialschichten zum Speichern der Energie kombiniert werden.

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Das Experiment zeigt aber, dass die Kontrolle grundsätzlich möglich ist. Sollte es den Forschern gelingen, diese Technologie weiterzuentwickeln, könnten Handys, Laptops, aber auch E-Autos irgendwann in Sekunden aufgeladen werden. Möglicherweise müsste man gar nicht mehr dafür anhalten. Drohnen könnten sogar direkt in der Luft mit einem Laserstrahl mit Energie versorgt werden.