Perpustakaan Digital ITB

Baterai kuantum adalah sistem penyimpanan energi yang memanfaatkan prinsip kuantum yang berpotensi meningkatkan kinerja baterai dalam aspek kecepatan pengisian energi, kapasitas penyimpanan dan efisiensi. Penelitian ini mengkaji secara teoretis mekanisme pengisian energi pada baterai kuantum yang dimodelkan sebagai osilator harmonik kuantum dan didorong oleh medan eksternal dinamis dalam formalisme sistem kuantum terbuka. Persamaan dinamika direpresentasikan oleh persamaan diferensial non-homogen operator medan kuantum, yang dibangun menggunakan persamaan Lindblad dengan deskripsi evolusi temporal sistem dan efek disipasinya. Solusinya diperoleh dalam bentuk nilai ekspektasi operator medan yang digunakan untuk menentukan energi pada sistem baterai kuantum. Telah diperoleh bahwa medan eksternal dinamis secara signifikan memengaruhi proses pengisian energi dalam mencapai kecepatan pengisian, efisiensi dan stabilitas energi pada baterai kuantum. Penggunaan medan eksternal periodik dengan e menyebabkan osilasi energi stasioner sehingga tidak mencapai keadaan stabil pada baterai kuantum, dan pengisian energinya menjadi tidak efisien pada frekuensi yang tinggi. Keberadaan faktor resonansi menunjukkan bahwa energi dapat dimaksimalkan saat frekuensi medan mendekati frekuensi resonansi. Medan eksternal eksponensial turun, di mana kekuatan interaksi medan meluruh dengan cepat, menyebabkan energi yang sempat tersimpan dengan cepat berkurang karena sistem menjadi sangat rentan terhadap efek disipasi sehingga tidak ada energi yang tersimpan. Medan eksternal eksponensial naik menyebabkan energi meningkat perlahan hingga mencapai keadaan energi yang stabil dan tersimpan, di mana efek disipasi membantu proses stabilisasi energi tersebut. Untuk ketiga medan eksternal tersebut, peningkatan parameter medan, seperti dan , dapat meningkatkan kecepatan pengisian energi awal pada baterai kuantum.