Los materiales cuánticos tienen propiedades únicas como la superposición y el entrelazamiento. Estos fenómenos se utilizan en las computadoras cuánticas, pero los investigadores creen que también pueden usarse en el campo de la energía para fabricar baterías con dinámicas de carga fundamentalmente diferentes.
¿Cómo funciona la batería?
James Kwak de CSIRO, que trabaja en el proyecto desde 2018, explicó que la primera versión de la batería era capaz de almacenar una carga, pero no descargarla. El nuevo prototipo resuelve este problema, permitiendo que la batería no sólo almacene energía sino que la libere.
La estructura de la batería consta de una cavidad orgánica multicapa. Cada capa está formada por materiales capaces de atrapar la luz y convertirla en energía eléctrica. La carga se realiza mediante un láser inalámbrico y el análisis espectroscópico permite controlar el proceso a nivel de capas individuales.
La carga colectiva es el sello distintivo de una batería cuántica
Si la batería se compone de 4 celdas y cada celda se carga individualmente en un segundo, cuando todas las celdas se encienden juntas, la batería se cargará completamente en aproximadamente medio segundo. Si el número de celdas es 9, la carga tardará un tercio de segundo. Cuanto mayor sea el número de celdas, mayor será la carga total. Es decir, aumentar el número de células no ralentiza el proceso, sino que lo acelera. Las baterías químicas más grandes tardan más en cargarse, lo que hace que el enfoque cuántico sea fundamentalmente diferente e innovador.
Los investigadores están trabajando para aumentar la capacidad y la estabilidad necesarias para utilizar baterías cuánticas en coches eléctricos o para transferir energía de forma inalámbrica a distancia.
Kwak añadió: «Mi principal objetivo es un futuro en el que podamos cargar los coches eléctricos más rápido de lo que podemos repostarlos».
Los científicos también están estudiando las aplicaciones de estas baterías en dispositivos portátiles, drones y naves espaciales.
Limitaciones del prototipo
A pesar de sus extraordinarias propiedades, los prototipos actuales tienen una capacidad energética muy pequeña, equivalente a unos pocos miles de millones de electronvoltios, que ni siquiera es suficiente para cargar un teléfono inteligente. Además, la batería sólo puede mantener la carga durante unos pocos nanosegundos. Esto significa que la batería aún se encuentra en fase de prueba y no en la fase de desarrollo de un modelo listo para su aplicación práctica.
Los resultados del estudio fueron publicados en la revista Light: Science & Applications.
Fuente: Naukatv.ru
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