Científicos de CSIRO –la agencia nacional de ciencia de Australia–, en cooperación con la Universidad RMIT y la Universidad de Melbourne, han desarrollado la primera batería cuántica de prueba de concepto, que demuestra el potencial de carga rápida y almacenamiento de energía escalable basado en el principio de los efectos cuánticos colectivos.
Al igual que las baterías convencionales, la versión cuántica carga, almacena y descarga energía, y es la primera en hacerlo. Aunque está lejos de tener grado comercial, algún día podría transformar la manera en que la energía se almacena y se utiliza.
El líder de la investigación, el director de ciencia cuántica y ciencia técnica de CSIRO, Dr. James Quach, dijo que su ambición última es un futuro en el que los autos eléctricos se carguen mucho más rápido que los autos a gasolina, o en el que se carguen dispositivos de forma inalámbrica a largas distancias.
“Nuestros hallazgos confirman un efecto cuántico fundamental que es completamente contraintuitivo: las baterías cuánticas se cargan más rápido a medida que se hacen más grandes. Las baterías de hoy no funcionan así”, dijo Quach. “La investigación valida el apasionante potencial de las baterías cuánticas para un almacenamiento de energía sin precedentes, eficiente y rápido”.
CSIRO describe el prototipo como la primera batería cuántica de prueba de concepto plenamente funcional del mundo, desarrollada por CSIRO y sus colaboradores, la Universidad de Melbourne y RMIT.
Lo que la CSIRO describe como la primera batería cuántica de prueba de concepto totalmente funcional del mundo.
Imagen: CSIRO
Propiedades únicas
CSIRO dijo que las baterías cuánticas aprovechan propiedades únicas de la mecánica cuántica, como la superposición y el entrelazamiento, mientras que las baterías contemporáneas suelen depender de reacciones químicas.
“La batería que desarrollaron los investigadores tiene una microcavidad orgánica multicapa y se carga de forma inalámbrica con un láser”, dijo CSIRO. “El equipo utilizó técnicas avanzadas de espectroscopía para confirmar el comportamiento de carga del prototipo, que mostró que retenía la energía almacenada durante un tiempo seis órdenes de magnitud mayor que el que tardó en cargarse”.
En un artículo escrito por Quach en The Conversation, explicó un giro contraintuitivo en el comportamiento de las unidades de almacenamiento de las baterías cuánticas, por el cual las unidades se cargan más rápido juntas que si se cargaran por separado.
“Digamos que su batería cuántica tiene N unidades de almacenamiento, y que cada unidad tarda un segundo en cargarse. Los efectos colectivos significan que, si todas las unidades se cargan a la vez, cada unidad tardará solo 1∕√N segundos en cargarse”, escribió Quach.
La investigación también demuestra carga rápida y escalable y almacenamiento de energía a temperatura ambiente, sentando las bases para soluciones energéticas de próxima generación.
Aunque aún queda mucho trabajo por hacer en la investigación sobre baterías cuánticas, hemos dado un paso importante hacia la materialización de las posibilidades”, dijo Quach. “El siguiente paso para las baterías cuánticas en este momento es extender su tiempo de almacenamiento de energía. Si podemos superar ese obstáculo, estaríamos un poco más cerca de contar con baterías cuánticas comercialmente viables”.
Los hallazgos de la investigación fueron publicados en la revista Light: Science and Applications, con el título “Superextensive electrical power from a quantum battery” (Energía eléctrica sobreextensiva de una batería cuántica).
CSIRO está buscando el interés de posibles socios de desarrollo.
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