Quanten-Akkus gelten als vielversprechend, wenn es um eine hohe Ladegeschwindigkeit und die Speicherung von Energie geht. Basis für ihre Funktion ist die sogenannte Superabsorption, also die Fähigkeit von Molekülen, Licht aufzunehmen. Bisher war dieses quantenmechanische Prinzip nur in der Theorie möglich. Es ist aber Voraussetzung für die Entwicklung von praktisch nutzbaren Quanten-Akkus. Jetzt ist Forscher:innen ein Nachweis der Superabsorption in einem Proof-of-Concept-Gerät gelungen.

Die zentrale Idee der Superabsorption ist, dass größere Systeme schneller absorbieren – diese Idee liegt auch jener von Quanten-Akkus zugrunde, wie es in der entsprechenden Studie heißt. Kombinierte Moleküle können demnach Licht effizienter absorbieren als jedes für sich. Im Akku-Bereich hieße das etwa, dass größere Akkus schneller laden würden. Bei der geplanten Umstellung der Infrastruktur auf erneuerbare Energien wäre das freilich von Vorteil.

Das Team von Forscher:innen aus Australien, Großbritannien und Italien um den korrespondierenden Studienautor James Q. Quach von der University of Adelaide setzte bei seinem Experiment auf den Farbstoff Lumogen-F Orange. Dieser fungierte als aktive Schicht mit lichtabsorbierenden Molekülen, wie Futurezone schreibt. Die Schicht wiederum befand sich in einer Mikrokavität zwischen zwei Spiegeln.

Die Spiegel wurden schichtweise aus dielektrischen Materialien wie Siliziumdioxid und Niobpentoxid hergestellt, was einen sogenannten verteilten Bragg-Reflektor ergibt. Damit kann Licht so lange wie möglich in dem Hohlraum gehalten werden. Die Superabsorbtion wurde dann per Transienten-Absorptionsspektroskopie nachgewiesen. Die zunehmende Größe des Hohlraums mit den Molekülen und deren Zunahme verringerte die Ladezeit.

Für Quach und seine Kolleg:innen ist damit zwar der Grundsatzbeweis erbracht, dass die verstärkte Absorption von Licht praktisch möglich ist, jetzt müsse jedoch die Nutzung in größeren Geräten realisiert werden. Der Nachweis könne sich aber als Grundstein für die Nutzung von Quanten-Akkus erweisen. Als nächste Schritte auf dem Weg zu schneller ladenden Elektroautos müsse erforscht werden, wie eine Kombination mit anderen Möglichkeiten der Energiespeicherung und -übertragung ermöglicht werden könne, so Quach.