Kvant Buren
Tävlingsår:

Vi människor är generellt sett bra på att lagra energi. Fast på att lagra elektrisk energi är vi urusla. I decennier har forskare försökt ta fram en lösning som både är
ekonomiskt smart och miljövänlig fast de har inte lyckats. I de senaste decennierna
har vi börjat hitta ett mycket intressant sätt att lagra energi på, som sparar både på
miljö och natur. Fast det har aldrig funkat för att man måste ha batteriets temperatur i absoluta nollpunkten. Fast i 2026 kom 2 forskningar som förändrade allt, och i den här uppfinningen använder vi bara den av dem som håller sig till den kvantfysik vi tidigare kände till. Den andre är en ny teori som funkade i prototypen fast som kommer att ändra den andra delen av kvantfysiken som vi fortfarande inte känner till och är ett mysterium. Därför valde vi ett alternativ som håller sig till den kända kvantfysiken.
2. Kvantbatterier funkar genom att få elektronerna i en atom att hoppa till en högre
energinivå och frysa fast elektronens läge så att den inte kan hoppa tillbaka och avge energin som en foton. Det vi gör är att vi lagrar kvantpotentiell energi av
elektronernas upphetsade läge. Naturligtvis vill elektronerna hoppa tillbaka till sin
tomplats direkt och avge den extra energin som en foton. Vi vill få elektronerna att
stanna i sitt upphetsade läge och på så sätt lagra energi.
3. För att ladda batterierna använder vi mikro-lasrar som skjuts på joner som svävar i ett vakuum på grund av ett elektro magnetfält (källa: University of Augsburg). När lasern skjuts med en precis frekvens samtidigt på alla joner börjar alla jonerna fungera som “en” atom. Deras elektroner kommer att hoppa till högre energinivåer och på så sätt lagra energi. Så vad vi än gör med en del av jonerna kommer alla joner reagera på samma sätt (kvant flätning). Problemet med det här systemet är att allt laddas ur på en och samma gång och det vill vi fixa. För att fixa det här kommer vi skjuta lasern på bara en del av jonerna. Det kommer leda till separata jongrupper som laddas ut individuellt av triggerlasern. Det här kommer att leda till att vi kan ladda ut hur mycket procent av batteriet som vi vill beroende på hur vi delar upp batteriets joner. Det här innovations delen av uppfinningen som leder till att kvantbatterier kan bli praktiska
4. Ett annat väldigt stort problem är hur man laddar ut batteriet. När man skickar
triggerlasern till jongruppen kommer hela den att laddas ut i en ljusblixt. Om man
använder vanliga solceller för att transformera energin till el kommer den vara för
långsam. Lösningen är att man använder organiska solceller. En av deras
egenskaper är att de reagerar väldigt snabbt (nanosekunder) som kommer leda till
att fotonerna transformeras till el på ett effektivt sätt med minsta energi som går till
spillo. En annan stor fördel är att vi inte använder metaller som kisel som bryts i
gruvor som släpper ut miljöfarliga gaser. Detta är både bättre för miljön och
samhället.
5. Om vi kollar på det här batteriet på ett realistiskt sätt skulle det vara rentav omöjligt att producera det här batteriet på grund av priset. Fast det som skiljer vår teoretiska prototyp från andra prototyper är att det skulle vara användbart och inte bara för statistik, utan det skulle funka i det riktiga livet. Syftet med den här uppfinningen är inte att få ett fungerande kvantbatteri utan att låta självaste kvantfysiken till kvantfysikanterna och fixa de realistiska problemen som går att lösa i nutid som inte har fixats ännu. I 2026 gick kvantbatterier från teori till prototyp och vi vill att det ska gå det längre steget, nämligen från prototyp till uppfinning. För att forskarna inom kvantfysik är upptagna med själva teorin måste det alltid finnas ett system bakom det som förvandlar teori till uppfinning vilket är systemet som vi föreslog.
6. En gigantisk fördel med kvantbatterier är att de kan laddas på nanosekunder. Till
skillnad från traditionella batterier laddas de här snabbare ju större de är. Det här
leder till en eventuell framtid där man kan ladda elbilen eller flygplanet tusentals
gånger snabbare än vanliga batterier. Det här leder till att vi sparar tid och eliminerar en stor nackdel med elfordon. Det här leder till att fler personer kommer att köpa elfordon vilket leder till att man når 0 nettoutsläpp 2035. En annan stor fördel är att det här batteriet inte behöver tunga och miljöfarliga metaller som grävs upp på ett miljöfarligt sätt. Det här leder till att vi blir mer miljövänliga för att vi inte längre behöver välja den miljöfarliga leveranskedjan utan vi kan vara miljövänliga samtidigt som vi producerar kraftfulla batterier.
7. En annan gigantisk fördel är att de inte går sönder. Vanligtvis går traditionella
batterier sönder efter några år eller blir mycket sämre. Kvantbatterier går inte sönder för att vi använder inte kemi för att lagra energi utan vi använder fysik. Atomerna i batteriet kan inte gå sönder naturligt vilket leder till en estimerad livslängd på ungefär 100 år eller längre. Det här leder till att vi inte behöver ersätta batterierna så ofta vilket leder till mindre resurs spill och lägre kostnader över tid. Det här leder till ett samhälle som är mer miljövänligt och ekonomiskt smartare.
8. I den här uppfinningen tänker vi främst på framtiden och inte ett batteri som är möjligt i nutid utan massiva kostnader. Ändå om teknologin bakom kvantfysiken visar sig vara rentav omöjlig i framtiden kommer den ändå att användas i kvantdatorer förr eller senare för att vanlig elektricitet alstrar värme medan kvantbatterier gör detta utan att alstra någon värme. Det här behövs så att kvantdatorer ska fungera så därför kommer den här tekniken inte att gå till spillo.